2019年1月第41卷第1期
地下水
Ground water Jan. ,2019Vol. 41 NO. 1
砂土地区潜水非完整井基坑降水计算的实例分析
刘琦'，孙永梅'
（1.辽宁省建筑设计研究院岩土工程公司，辽宁沈阳110005；2.辽宁省建设科学研究院有限责任公司，辽宁
沈阳 110005）
［摘要］以铁岭市某工程为例，由于含水层厚度较大，未提供含水层厚度，基坑涌水量无法直接计算，在含水
层厚度H 未知的情况，针对大口井降水利用马扎林公式计算等效含水层厚度H 。，从而可以计算潜水非完整井的单 井出水量为27 650 m'/d,从基坑内四口观测井观测结果看，达到了预期降水效果。
［关键词］潜水非完整井；等效含水层厚度；基坑涌水量；管井降水
［中图分类号］TU46*3 ［文献标识码］B ［文章编号］1004 -1184（2019）01 -0033 -02
某工程位于铁岭市西南的铁岭新城嵩山路西侧，地处辽 河流域为主的中西部平原。场地现状标高为55.51 -56.76 m,场地整体地势起伏不大。规划场地整平标高为56.00 ~ 56.50 m 。该项目的基坑最大开挖深度为9. 35 m,基坑长 215.0皿,宽74.3 m,采用1 ：1放坡喷栓支护。潜水稳定水位 埋深4.00 -4.80 m,本基坑周边无河流、湖泊等入渗，补给 来源主要为大气降水及地下水径流侧向补给，故降水设计的 边界条件为：基坑远离边界，采用管井降水方案。
但是由于含水层厚度较大，勘察过程未揭穿含水层，不 能提供含水层厚度，此情况下不能直接利用规范公式计算基 坑涌水量。基于以上问题，在含水层厚度H 未知的情况，针 对大口井降水需要利用马扎林公式计算等效含水层厚度H o , 从而可以计算潜水非完整井的单井出水量。
基坑总平面布置见图lo
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图1基坑降水井平面布置图
表1各层土的渗透系数经验值
地层编号地层名称渗透系数K/m/d
①素填土
—②粘土0.02
③粉质粘土
0.05
④细砂8
⑤粗砂30⑥砾砂
60
⑦圆砾80
⑧卵石
300
⑨
砾砂
50
1 工程地质条件
11水文条件
根据勘察报告，在基坑支护设计的深度内有一层地下 水，属潜水。主要赋存于砂类土和碎石类土中，其补给来源
主要为大气降水及地下水径流侧向补给，年变幅约1.0-2.0 m,勘察期间属枯水期，勘察期间实测潜水初见水位埋深 5.50 -8.00 m ；实测潜水稳定水位埋深4.00 -4.80 ni,水位 标高51. 15 -52.50 m o 该区域年历史最高水位约54.0 m o 表1为该场地各层土的渗透系数一览表。根据地区经验，结 合该工程的开挖深度，可取综合渗透系数=60 m/d o
12 地层条件
该场地地层属多元结构，典型地质剖面详见图2,地基土 分层描述如下：
①
填土 ：褐色，不均匀，松散，以黏性土为主，层厚1.00〜 2. 90 m o
① I 杂填土：褐色，不均匀，松散，以黏性土为主，含碎砖
石、砂砾等，层厚1.30 -4.70 m o ② 黏土：褐黄色，均匀，硬可塑，属中压缩性土，层厚0.70 ~ 3. 10 m o
③ 粉质黏土：褐灰色.灰色及黑灰色，软可塑，属中压缩
性土，层厚 0. 60 ~ 5. 20 m 。
③ I 细砂：褐灰色，稍密，湿，层厚0.20 m,该层呈透镜体 状局部分布于粉质黏土层中。
④ 细砂：灰色，稍密，湿-饱和，层厚0.70 -6.20 m 。④ I 粉质黏土：灰黑色，不均匀，软塑，层厚0.20 -2.50 m 。⑤ 粗砂：灰色，中密，饱和，局部含黏性土夹层，层厚
0. 60 ~ 5. 30 m o
⑤ I 粉质黏土：灰色，灰黑色，软塑，层厚0.20 m,呈透镜 体状局部分布于中砂层中。
⑥ 砾砂：灰色，中密，层厚1.20 -3.80 m 。⑦ 圆砾：灰色，中密，层厚1.20 - 13.30 m 。⑦ I 粉质黏土：灰黑色，不均匀，软塑，层厚0.20 m,呈透 镜体状局部分布于圆砾层中。
⑧ 卵石：灰色，不均匀，饱和，中密，呈次圆状，局部揭露
揭露厚度5.70 ~ 1 1.50 m 。⑨ 砾砂:灰色，不均匀，密实，冰渍成因，仅局部揭露，揭 露厚度 3.00 -5.00 m 。
［收稿日期］2018 - 1 1 - 14
［作者简介］刘琦（1986 -）,男，山东曲阜人，注册岩土工程师，主要从事岩土工程勘察、设计及施工工作。
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第41卷第1期地下水2019年1月
2降水井深度的初步估算
基坑周长P, =592 m,基坑面积A, = 17 122 m —降水井 轴线周长为P 2 =641 m,降水井所围面积为A, = 21 098. 4 m ‘，表2为本工程降水设计的主要参数表，图3为本工程对 应的降水漏斗示意图。
表2降水设计参数信息表
基坑水位基坑水位水力综合渗降水面积A 埋深
深度降深
坡度透系数
井半/m 2/m /m Sw/m
i
/m/d 径/ys/m
17122
3.3
9.35
7.05
1/15
60
0.2
法得知含水层厚度H 的确切数值，仅能知道含水层比较厚。 这种情况下，运用潜水非完整井公式计算基坑总涌水量时， 则缺少条件，需要利用马扎林公式求出有效含水层厚度。表 3为有效厚度值与单个降水井中水位降落值、滤管实际工作
长度的关系。
__________>5^2______0 772(S' +1)_ (15.27 +4.5) ~
查表内插可得:H 。= 1.836( S' +1) =36.3 m
3单井出水量的计算⑵
n ,
H 2 - h 2
°
—莎m -------厂
ln( 1 + —) ln( 1 +0.2 ―)
\ r 0/ I
必
, H +h
h m =―-—
其中：H = H o = 36. 3 m, h = H () - S w = 36. 3 - 7. 05 = 29.25m,h m =32. 8 m (此处 S w =7.05 m)
R =2S W /kH =2 x 10 x /60 x 36. 3 =933 m(S w =7.05m
<10.0 m,根据规范取 S w = 10.0 m)
可得：Q =27 650 m 3/d
4降水井数量计算
n = l. 1 -2-=1.1 x 罕黑= 25. 3(实际取 27 口)
q 0 1 200
降水井间距=641/27 =23.7 m
%贋赵曲.
恥抗寻一熨一半.
^r,
*城舉杯岛
隔水层
表4 降水设计结果一览表
降水降水过滤过滤器水泵水泵降水井深井间器半工作长流量扬程
井数度/m
距/m
径/m
度/m /m 3/h
/m 量/个
21.0
23.7
0.2
4.5
60
M23
27
注：水泵扬程大约为提水高度的1. 15 -1.20倍，本工程设计提 水高度为20 m,则选用的水泵铭牌扬程应为23 -24 m 效率最高。
图3降水漏斗图
基坑等效半径% = 拦 =]\胃「=73.8 m 初步估算降水井深度L ：
L= H, +1.0+^- + 1, +12 =20. 77m (选用 L = 21.0m)
其中：％为基坑深度(m),取为9. 35 m ；1.0为干燥段(m)； r 0/15为漏斗段山为预估过滤器工作长度，根据经验按60 m 3/h
的水泵预计本工程取h =4.5m ；l 2为沉渣段,一般取1.0 m 。单井出水量 q 0 计算:q 0 = 120irr B l = 120it x 0. 2 x 4. 5 x ^/60 = 1 327. 5 m 3/d,取单井设计流量 q 0 = 1 200 m 3/d o
理论水泵流量=1 200 m'/d *24 =50 =50 m 3/h o 根据辽宁 省地方标准《建筑基坑支护技术规程》DB21/T2682 -2016, 水泵应选用 1 - 2 x 50 m'/h = 60 m'/h 。
表3 有效厚度值“注：S ，为单个降水井井中水位的降落值；1为滤管实际工作长度. l = h ；当H° > H 时，则应取H,视为完整井。
S'/(S' +1)
0.2
0. 3
0.50. 8
Ho
1.2(S ，+1)
1.5(S r +1)
1.7(S ，+1)l .85(S' +1)
S' =H[ +1.0 +畚=15.27m
勘察钻孔未揭露到下层相对隔水层，即根据勘察报告无
本设计已应用于该工程项目的降水施工中，根据基坑内 4 口观测井的观测结果，基坑内水位均保持着坑底1.0 m 以
下，达到了预期的降水效果。
5结语
(1 )在深厚潜水含水层中，受勘察钻孔深度的限制，凭借经
验只能知道含水层厚度H 较大，而无法确定具体的含水层厚 度。这种情况下，需要利用马扎林公式确定等效含水层厚度。
(2) 降水井井内水位降深，其中S 为基坑作为大口井的
井内水位降深，由于单井降深而引起的水力坡降，，在渗透性 好的砾砂层中一般可取。
(3) 水泵的出水量应根据单井出水内力确定，水泵的出
水量应大于单井出水能力的1.2倍。
(4) 水泵铭牌上所标出的扬程是这台泵的设计扬程，即 相应于通过设计流量时的扬程，又称额定扬程，该扬程不等 同于提水高度，水泵扬程大约为提水高度的1. 15 -1.20倍。 选择水泵时应使水泵铭牌上的扬程最好与所需提水高度接 近，这样的情况下，水泵的效率最高，使用会更经济。
参考文献
[1 ]毛鹤琴.土木工程施工[M].武汉理工大学出版社.武汉.2004. 7：21,
[2JJGJ120 -2012.建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工
业出版社.2012.
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