轻型井点降水设计例题

【例1】某工程基坑坑底面积为40 × 20m ，深 6.0m ，地下水位在地面下2.0m ，不透水层在地面下 12.3m ，渗透系数K ＝ 15m/d ，基坑四边放坡，边坡拟为 1:0.5 ，现拟采用轻型井点降水降低地下水位，井点系统最大抽水深度为 7.0m ，要求：（ 1 ）绘制井点系统的平面和高程布置（滤管采用直径0.051m，长度1.5m）（ 2 ）计算涌水量高程信息题目解答思路：一、首先进行高程布置（目的：1根据所给管的条件确定埋管的位置2根据排水能力找到△h，使之为正数，保证不会出现坑底渗水情况）核心公式：h ≥ h 1 + △h + iL二、计算涌水量（目的：这是为了，为进行平面布置做准备）核心公式三、最后进行平面布置（目的：根据每个管的排水量计算管数，再确定间距，最后总长不能大于周长。

）核心公式：四、解：（ 1 ）高程布置基坑面积较大，所以采用环形布置，因最大抽水深度为 7.0m ，故采用 7m 井点管。

i =0.1 （i ―― 水力坡度。

对单排布置的井点，i 取 1/4-1/5 ；对双排布置的井点，i 取 1/7 ；对 U 形或环形布置的井点，i 取 1/10 。

）h ≥ h1+ △ h + iL （h ―― 井点管埋深， m；h 1―― 总管埋设面至基底的距离， m ；Δh ―― 基底至降低后的地下水位线的距离，m ； i ―― 水力坡度。

对单排布置的井点，i 取 1/4~1/5 ；对双排布置的井点，i 取 1/7 ；对 U 形或环形布置的井点，i 取 1/10；L ―― 井点管至水井中心的水平距离，当井点管为单排布置时， L 为井点管至对边坡角的水平距离， m）h =7m, h1=6m, iL =0.1×(10+6×0.5+0.7)=1.37mh1+ △ h + iL =6+0.5+1.37=7.87m( 大于井点抽水深度 7m)由于基坑较深，故基坑边开挖 1m 以降低总管埋设面（就是图中挖去的缺口处）h =7m, h1=5m, iL =0.1×(10+5×0.5+0.7)=1.32m△ h =7-5-1.32 ＝ 0.68m, 满足要求（保证△ h是正数，使基坑内不会渗出水）（ 2 ）涌水量计算F = （40+2 × 5 × 0.5+2 × 0.7 ）×（20+2 × 5 × 0.5+2 × 0.7 ）=46.4 × 26.4 ＝ 1224.96m2（F ―― 环形井点所包围的面积）m （假想半径）m（R--抽水影响半径近似计算值，m；S ——井点管处水位降落值， m；H—水面到不透水层距离；K—渗透系数）R ′ = x+ R =19.75+145.4=165.15m （R' ―― 群井降水影响半径）采用的滤管长度为 1.5mS /( S + l )=6/ (6+1.5)=0.8 （I ―― 滤管长度，按照实际情况和经验取）H=1.84( S + l )=1.84 × (6+1.5)=13.8m> H ＝ 10.3m （H0--有效含水深度；有效含水深度H 0的意义是，抽水是在H 0范围内受到抽水影响，而假定在H 0以下的水不受抽水影响，因而也可将H 0视为抽水影响深度。

轻型井点降水案例一、施工准备1、施工机具(1)滤管：Φ38～55mm，壁厚3.0mm无缝钢管或镀锌管，长2.Om 左右，一端用厚为4.0mm钢板焊死，在此端1.4m长范围内，在管壁上钻Φ15mm的小圆孔，孔距为25mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔50～60mm用1O号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。

(2)井点管：Φ38～55mm，壁厚为3.0mm无缝钢管或镀锌管。

(3)连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。

(4)总管：Φ75～102mm钢管，壁厚为4mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。

(5)抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。

(6)移动机具：自制移动式井架(采用振冲机架旧设备)、牵引力为6t的绞车。

(7)凿孔冲击管：Φ219×8mm的钢管，其长度为10m。

(8)水枪：Φ50×5mm无缝钢管，下端焊接一个Φ16mm的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外，与高压胶管连接。

(9)蛇形高压胶管：压力应达到1.50MPa以上。

(10)高压水泵：100TSW一7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。

2、材料粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。

3、技术准备(1)详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。

(2)凿孔设备与抽水设备检查。

4、平整场地为了节省机械施工费用，不使用履带式吊车，采用碎石桩振冲设备的自制简易车架，因此场地平整度要高一些，设备进场前进行场地平整，以便于车架在场地内移动。

二、井点安装1、安装程序井点放线定位——安装高位水泵——凿孔安装埋设井点管——布置安装总管——井点管与总管连接——安装抽水设备——试抽与检查——正式投入降水程序。

2、井点管埋设(1)根据建设单位提供测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水，埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便于排泄多余水。

轻型井点降水实例分析摘要：轻型井点降水速度快,施工简便,安全可靠,水位方便控制,已越来越被人们广泛的应用.本文结合某厂房工程成功的工程实例作简要介绍.关键字：轻型井点，降水在基础工程施工中经常会遇到地下水的问题，特别是在市区繁华地段施工，基坑面积大，深度大时更为棘手，如果施工措施不当，就会造成不同程度的经济损失和人员伤亡，这种情况屡见不鲜。

轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38--51MM，长5--7M的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。

在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕。

工程概况：某厂房设备基础施工，基坑底宽8m，长12m，基坑深4.5m，挖土边坡1:0.5，基坑平、剖面如下图所示。

经地质勘探，天然地面以下1m为亚粘土，其下有8m厚细砂层，渗透系数K=8m/d,细砂层以下为不透水的粘土层。

地下水位标高为－1.5m。

采用轻型井点法降低地下水位。

一、轻型井点的设计轻型井点降水法施工的计算步骤为：1）确定井点系统的布置方式（平面布置和高程布置）。

2）计算涌水量。

3）计算井点数量和井距。

4）抽水设备选用。

1）井点系统的布置根据本工程地质情况和平面形状，轻型井点选用环形布置。

为使总管接近地下水位，表层土挖去0.5m，则基坑上口平面尺寸为12m×16m，布置环形井点。

总管距基坑边缘1m，总管长度L=[(12+2)+(16+2)]×2=64(m)水位降低值S=4.5-1.5+0.5=3.5(m)采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管）HA3H1+h+IL=4.0+0.5+×()=5.2(m)采用6m长的井点管，直径50mm，滤管长1.0m。

井点管外露地面0.2m，埋入土中5.8m（不包括滤管）大于5.2m，符合埋深要求。

井点管及滤管长6＋1＝7m，滤管底部距不透水层1.70m（（1+8）-（1.5+4.8+1)=1.7），基坑长宽比小于5，可按无压非完整井环形井点系统计算。

例：设备基础施工的基坑，基坑宽8m ，长12m ，深4.5m ，土层构造：自然地面以下1m 为份质粘土，其下8m 厚为细砂层，再下为不透水层。

地下水位高-1.5m ，自然地面标高±0.00，边坡坡度1:m=1:0.5，实测的K=5m/d ，采用轻型井点降低地下水位，试进行设计。

解：（1）轻型井点布置将总管设在地面下0.5m 处，先挖深0.5m 的沟槽，在槽底铺设总管。

总管选用100mm 直径的钢管。

基坑上口尺寸可为12m ×16m ，平面布置采用环状井点，使井点管距基坑边缘1m ，则总管长度：L=[(12+1×2)+(16+1×2)] ×2=64 m采用一级轻型井点，井点管埋设深度（不包括滤管）；H A ≥ H 1+h+IL= (4.5-0.5)+0.5+1/10×14/2= 5.2 m选用直径为50mm,长6m 的井点管与直径50mm,长1m 的滤管埋入土层中5.8m(井点管露出地面0.2m).井点管和滤管全长为7m,滤管下端距不透水层1.7m,为无压非完整井轻型井点.(2) 基坑涌水量:基坑长宽比小于500(2)1.366lg lg H S S Q K R x -=- 其中,基坑中心要求降水深度, S=4.5-1.5+0.5=3.5 m' 4.8S m =' 4.80.82' 5.8S S l ==+ H 0=1.85(4.8+1)=10.73m > 含水层厚度, 取H 0=H=7.5m1.95 1.95 3.5R ==⨯08.95x m === 代入公式Q=1.366×5×60 =410 (m 3/d)(3) 井点管数量和间距单根井点管的最大出水量65650.05117.34q ππ==⨯⨯= (m 3/d) 井点管数量 n=1.1×(410/17.34)=26(根) 井距 D=64/26 = 2.46 m确定井距 2.4米,实际井点管数量27根.。

一、降水方案选择该项目地处伊敏河畔，属砂砾地质结构，渗透系数为150m/天，容水量大，受降水影响地下水位波动变幅1-2m 。

枯水期在-6m左右。

而本工程大部分建筑物埋深在-6m，处于临界状态，丰水期就无法施工，本工程采取的措施是：采用明沟、集水井的方式进行作业层表面水的降水。

在枯水期柱、基础底脚施工完、回填完，防止丰水期淹没，以减少降水施工的降水费用。

基础埋深超过-6m的，采用局部井点降水。

本工程主厂房基础底标高为-5.0m，不须采用井点降水，而循环水泵坑及汽轮机基础底标高为-7.5m，可采用轻型井点降水。

基础平面基底长度约为50m，宽度约为36m。

基础埋深为见施工图，地面持力层为圆砾层，井点降水可以避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且在砂砾地层中开挖基坑时，可防止流砂现象发生，渗流向下改善土的性质，使基底土质更加密实，结合本工程基础施工主要在枯水期期间，周期较长的特点，采用轻型井点降水法，沿建筑物环状布置进行人工降水。

同时基坑二角设集水箱配合4台QY-3.5型潜水泵排除明水的方法。

二、井点降水相关计算1、井点管的埋设深度H≥H1＋h＋iL＋l式中H——井点管的埋设深度(m)H1——井点埋设面至基坑底面距离(m) 取3.0mh——基坑中央最深挖掘面至降水曲线点的安全距离(m)取1.0mL——井点管中心至基坑中心的短边距离(m) 取27i——降水曲线坡度取1/10l——滤管长度(m)取1.2H≥3.0＋1.0＋27×1/10＋1.2=7.9m 取8m2、涌水量计算Q=1.366K(2H-S)S LgR-LgX OQ ——井点系统总涌水量（m 3/d ） K ——渗透系数（m/d ）取150 H ——含水层厚度（m ）计算暂取11m R ——抽水影响半径（m ）计算取91S ——水位降低值（m ）取1.2，地下水位取6.8m X O ——基坑设想半径（m ） 计算取24 本工程以无压非完整井计算Q=1.366×150=8818m 3/d3、计算井点管数量和间距单井出水量q=65πd l ×3 K=65×3.14×0.05×1.2×3 150=65 m 3/d 需井点管数量: n=1.1Q/q=149根基坑四角处及机械入口处井点管应加密,则采用的井点管数量为149+32=181根 井点管间距平均为D=2×86/(181-1)=0.96m, 取1.0m ，机械入口处井点管即泵1泵6的（2×11-1.2）×1.2Lg91-Lg24井点管间距为0.8m。

轻型井点降水计算本工程基坑北侧和西侧临近河道，降水方案的选择显得至关重要，采用轻型井点降水，由于基坑局部最深处达到7.7m ，降水深度需6.5米，计算过程如下：1、基本参数选取：根据地质勘探报告基底土质为粉质砂土 (含水层厚一般在8～15m)，渗透系数K=4m/d ；基坑平面尺寸为：99×68.5m ；采用轻型井点降水，基坑等效半径r 0为：m A r 5.46995.680=⨯==ππ式中字母含义为： r0：基坑等效半径； A:基坑面积；基坑三面有河道，基坑中心至河边距离为70米和50米，含水层有效深度：m l H l S S 8.14885.1)S'85.1 85.02.18.68.6''0=⨯=+=+=+（＝ 降水影响半径R 为：m K H S R 10048.145.6220=⨯⨯⨯==2、基坑总涌水量计算：()dmg b b b b r b b S S H kQ 32121021390412020214.3cos 5.4614.31202L 5.65.68.1424366.1])()(2cos )(2lg[)2(366.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=+-+-=ππ式中字母含义为：S’：抽水深度；S ’+ L:井点管有效深度；H 0：含水层有效深度；H 含水土层厚度；b1、b2为基坑中心至河边的距离取51m 、72，其余字母含义同上。

3、、确定井管数量： 单根管极限涌水量：d m K dlS q /3.11.7052.1038.014.3657.06533=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=π井点降水管根数：根3911139041.11.1=⨯==q Q n 井点降水管间距：）（取m m n B L D .2125.1391)69160(2)64.8352(2)(2=++⨯+++⨯=+⨯=计划井点降水管数量：（根）4972.1)69160(2)64.8352(2=++⨯+++⨯实际单根降水管涌水量:d m n Q q 385.74973904===（小于设计11m3/d ，满足要求）根据以上的施工计算及施工经验确定采用二级环向封闭式井点降水，两排管呈梅花状布置，第一级降水管布置在土方边坡中间台阶处设置间距为1.2米，第二级基坑底部降水管布置于基础向外1.0米设置间距为1.2米，基坑中心加深部位、积水坑等低洼处另外再布置暗降水管，各井点降水机组抽出的水直接排入邻近河道内。