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井点降水的方法和计算

 更新时间:  编辑:土木龙

井点降水法,就是预先将带有滤管的降水管布设在基坑周围,在基坑开挖前和开过程中用抽水设备从中抽水,使地下水位降低到基坑底面以下,防止流砂或管涌的发生,实现土方开挖的干作业。

井点降水法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。

井点降水方法和设备选择,可根据土层的渗透系数、要求降水深度及工程特点,作技术经济比较后确定。各类井点降水法的适用范围可参考表4-2 。

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上述各类井点降水法中,以轻型井点降水法应用最为广泛,下面着重叙述。

(1) 轻型井点降水法工作概况。见图4 -1 。

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(2) 轻型井点设备。主要包括:井管 (下段为滤管)、集水总管、水泵和动力设备等。

①井管。井管长6m ,滤管长1.0 ~1.2m ,井管与滤管用螺丝套头连接。滤管构造见图4 -2 。滤管的骨架钢管为外径38m m 或51m m 的无缝钢管,管面上钻有φ12m m 的星棋状排列的滤孔,滤孔面积为滤管面积的20 %~25 %。骨架管外面包有两层孔径不同的滤网。在骨架管与滤网之间用梯形铅丝隔开,梯形铅丝沿骨架管绕成螺旋形。滤网外面再绕一层粗铁丝保护网,滤管下端为一铸铁塞头。

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②集水总管。集水总管为内径127m m 的无缝钢管,每段长4m ,总管上装有与井管联结的短接头,间距0.8m 或1.2m ,总管与井管以90°弯头相连接。

③轻型井点系统的主机。由真空泵、离心水泵和集水箱等组成。主机系统示意图见图4 -3 。主机工作概况为:开动真空泵19 ,使集水箱10 抽成一定的真空度,在真空吸力作用下,地下水经滤管1 、井管2 吸上经弯管和阀门进入集水总管5 ,由此再经过滤室8 再过滤后进入集水箱10 ,集水箱内有一浮筒11 ,可沿中间导杆升降,进入集水箱的水多时,浮筒上升,开动离心泵24 将集水箱内的水排出。为保证真空泵干式工作,在真空泵19 与进水管14 之间装有分水室16 。为了对真空泵进行冷却,专设一冷却循环水泵23 。

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一个真空泵的负荷长度 (即集水总管长度) 约为100 ~120m 。表4-3 为一套轻型井点降水系统设备的技术性能。

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(3) 轻型井点系统的布置方式:

①井点系统的平面布置。取决于基坑的平面形状和要求降低水位的深度,应尽可能将施工的建筑物基坑的主要部分包围在井点系统以内。开挖长而窄的沟槽可按线状布置井点,如宽度小于6m 、降水深度不大于5m ,可采用单排线状井点,布置在地下水流的上游侧,两端各延伸一个槽宽,见图4 -4 。

面积较大的基坑宜用环状井点布置,或一端开口 (留出进出基坑道路) 的 U 形井点布置,环状井点的四角部分应适当加密。见图4 -5 。

井管距离基坑壁应大于0.8m ,防止局部漏气,破坏真空。井管间距一般为0.8 ~1.6m 。

②井点系统的高程布置。井管 (不包括滤管) 的埋设深度 H 按下式计算 (图4-5b):

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式中 

H 1 ———井管埋设面至基坑底的距离,m ;

h ———降低后的地下水位至基坑底的距离,m ,一般为0.5 ~1.0m ;

i———地下水降落坡度,环状井点取1/10 ,单排线状井点取1/5 ;

L ———井管至基坑中心的水平距离,m 。

确定井管埋设深度时,还要考虑井管一般宜露出地面0.2m 。为充分利用抽吸能力,总管标高宜接近原地下水位。水泵轴心标高宜与总管齐平。各段总管和滤管宜在同一水平面上。

(4) 涌水量计算。井点系统涌水量 (需抽排的地下水量) 计算是以水井理论为依据的。水井位于两不透水层之间的承压含水层内的,称为承压井;水井位于无压潜水层的,称为无压井。根据井底是否到达不透水层,又可分为完整井或不完整井。四种不同类型并 (见图4 -6) 各有不同的涌水量计算公式。

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