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井點降水知識

生活 更新时间:2024-12-12 06:21:05

井點降水法,就是預先将帶有濾管的降水管布設在基坑周圍,在基坑開挖前和開過程中用抽水設備從中抽水,使地下水位降低到基坑底面以下,防止流砂或管湧的發生,實現土方開挖的幹作業。

井點降水法有:輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點等。

井點降水方法和設備選擇,可根據土層的滲透系數、要求降水深度及工程特點,作技術經濟比較後确定。各類井點降水法的适用範圍可參考表4-2 。

井點降水知識(井點降水的方法和計算)1

上述各類井點降水法中,以輕型井點降水法應用最為廣泛,下面着重叙述。

(1) 輕型井點降水法工作概況。見圖4 -1 。

井點降水知識(井點降水的方法和計算)2

②集水總管。集水總管為内徑127m m 的無縫鋼管,每段長4m ,總管上裝有與井管聯結的短接頭,間距0.8m 或1.2m ,總管與井管以90°彎頭相連接。

③輕型井點系統的主機。由真空泵、離心水泵和集水箱等組成。主機系統示意圖見圖4 -3 。主機工作概況為:開動真空泵19 ,使集水箱10 抽成一定的真空度,在真空吸力作用下,地下水經濾管1 、井管2 吸上經彎管和閥門進入集水總管5 ,由此再經過濾室8 再過濾後進入集水箱10 ,集水箱内有一浮筒11 ,可沿中間導杆升降,進入集水箱的水多時,浮筒上升,開動離心泵24 将集水箱内的水排出。為保證真空泵幹式工作,在真空泵19 與進水管14 之間裝有分水室16 。為了對真空泵進行冷卻,專設一冷卻循環水泵23 。

井點降水知識(井點降水的方法和計算)3

一個真空泵的負荷長度 (即集水總管長度) 約為100 ~120m 。表4-3 為一套輕型井點降水系統設備的技術性能。

井點降水知識(井點降水的方法和計算)4

(3) 輕型井點系統的布置方式:

①井點系統的平面布置。取決于基坑的平面形狀和要求降低水位的深度,應盡可能将施工的建築物基坑的主要部分包圍在井點系統以内。開挖長而窄的溝槽可按線狀布置井點,如寬度小于6m 、降水深度不大于5m ,可采用單排線狀井點,布置在地下水流的上遊側,兩端各延伸一個槽寬,見圖4 -4 。

面積較大的基坑宜用環狀井點布置,或一端開口 (留出進出基坑道路) 的 U 形井點布置,環狀井點的四角部分應适當加密。見圖4 -5 。

井管距離基坑壁應大于0.8m ,防止局部漏氣,破壞真空。井管間距一般為0.8 ~1.6m 。

②井點系統的高程布置。井管 (不包括濾管) 的埋設深度 H 按下式計算 (圖4-5b):

井點降水知識(井點降水的方法和計算)5

井點降水知識(井點降水的方法和計算)6

式中 

H 1 ———井管埋設面至基坑底的距離,m ;

h ———降低後的地下水位至基坑底的距離,m ,一般為0.5 ~1.0m ;

i———地下水降落坡度,環狀井點取1/10 ,單排線狀井點取1/5 ;

L ———井管至基坑中心的水平距離,m 。

确定井管埋設深度時,還要考慮井管一般宜露出地面0.2m 。為充分利用抽吸能力,總管标高宜接近原地下水位。水泵軸心标高宜與總管齊平。各段總管和濾管宜在同一水平面上。

(4) 湧水量計算。井點系統湧水量 (需抽排的地下水量) 計算是以水井理論為依據的。水井位于兩不透水層之間的承壓含水層内的,稱為承壓井;水井位于無壓潛水層的,稱為無壓井。根據井底是否到達不透水層,又可分為完整井或不完整井。四種不同類型并 (見圖4 -6) 各有不同的湧水量計算公式。

①無壓完整井井點系統湧水量計算:

A.單井湧水量:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)7

式中 

Q ———單井湧水量,m3 /d ;

K ———滲透系數,m/d ;

H ———含水層厚度,m ;

R ———抽水影響半徑,m ;

S ———水位降低值,m ;

r———井點的半徑,m 。

抽水影響半徑R ,可在現場抽水試驗确定,也可按下式估算:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)8

B.環形井點系統湧水量:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)9

井點降水知識(井點降水的方法和計算)10

式中 X 0 ———基坑的假想半徑,m 。對于矩形基坑,當長寬比小于5 時,可将其化成一個假想半徑為X 0 的圓形井:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)11

式中 A ———基坑井點管所包圍的面積,m2。其它符号同上。

②無壓非完整井井點系統湧水量計算。為簡化起見,一般仍用無壓完整井的計算公式,但式中的H 換成有效帶深度H0 (圖4-6b),環形井點系統無壓非完整井湧水量計算公式為:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)12

H0值按表4 -4 查出。

井點降水知識(井點降水的方法和計算)13

考慮地下潛水從側面和底面同時滲入,則式 (4 -8) 可修正為:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)14

③承壓完整井井點系統的湧水量:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)15

式中符号見圖3 -15 (c)。

④承壓非完整井井點系統的湧水量:

井點降水知識(井點降水的方法和計算)16

式中符号見圖3 -15 (d)

(5) 确定井點管理的數量與間距。井點管需要根數n :

井點降水知識(井點降水的方法和計算)17

式中 

n ———井點管根數;

Q ———井點系統水量,m3/d ;

1.1 ———考慮井點管堵塞因素的備用系數;

q ———單根井點管的出水量,m3/d 。按下式計算

井點降水知識(井點降水的方法和計算)18

式中 

d ———濾管的直徑,m ;

l———濾管的長度,m ;

K ———滲透系數,m/d

井點管的間距D :

井點降水知識(井點降水的方法和計算)19

式中 

D ———井點管的平均間距,m ;

L 、B ———距形井點系統的長度、寬度、m 。

求出的D 值應>15d ,并應符合總管接頭的間距 (如:0.8 、1.2 、1.6m 等)。

(6) 輕型井點系統的埋設、安裝和使用。輕型井點系統的安裝和程序為:按布置方案先排放總管,再埋設井點管,用變聯管将井點管與總管聯接,最後安裝抽水設備、試抽。井點管的埋設,一般使用沖水管沖孔,先将高壓水泵的射水高壓膠管連接在沖孔管,沖孔管可由滑車組懸挂在人字架上,利用0.6 ~0.8MPa 高壓水經由沖孔管頭部的三個噴水小孔以急速的射水沖刷土壤,同時将沖孔管作上下、左右轉動,沖孔管邊沖邊下沉,在土中形成一個孔洞。孔洞必須體質垂直,孔徑一般不小于300mm ,孔徑要上下一緻,并及時在井點管與孔壁之間填灌砂濾層,至此人字架可搬至下一個沖孔位置。井點管的埋設和砂濾層的填灌,是保證輕型井點系統順利抽水,達到降水目的關鍵。砂濾層宜選用級配良好、潔淨粗砂,以免堵塞濾管的網眼。砂濾層灌好後,距地面0.5 ~1.0m深度内,再粘土搗實封堵,防止漏氣。井點管埋設完畢,可接通總管和抽水系統試行抽水,檢查有無漏水、漏氣現象,出水是否正常。

使用輕型井點系統,應保證連續抽水。時抽時停,濾網易于堵塞;中途停抽,地下水位回升,可能引起邊坡坍方等事故。正常出水規律是 “先大後小、先渾後清”。

真空泵的真空度是判斷井點系統運行是否良好的尺度,必須經常觀測,造成真空度不足的原因,通常是由于管路系統連接存在漏氣,應及時檢查并采取措施。

井點管淤塞,一般可從聽管内水流聲響,手扶管壁感到振動,夏、冬季手摸管子有夏冷、冬暖的感覺等簡便方法檢查。如發現淤塞井點管較多,嚴重影響降水效果時,應逐根用高壓水沖洗,或拔出重新埋設。

并點系統降水時,尚應對鄰近現有建築物進行沉降觀測,如發現過大沉陷,應及時采取防護措施。

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