井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的方法和步驟

本文以盤錦市興隆大廈基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的方法和步驟

1 井點(diǎn)降水的設(shè)計(jì)依據(jù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，基本建設(shè)項(xiàng)目日益增多。由于城市土地面積越來(lái)越緊張，高層建筑和地下建筑在城市中迅速發(fā)展起來(lái)，隨之而來(lái)的的就是深基礎(chǔ)施工問(wèn)題。在深基礎(chǔ)施工過(guò)程中不可避免地遇到降低地下水位的問(wèn)題，目前降低地下水位的方法還不很多，最主要的方法就是井點(diǎn)降水。

在進(jìn)行井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)時(shí)，不能盲目的進(jìn)行設(shè)計(jì)，要有一定的依據(jù)。筆者認(rèn)為在進(jìn)行井點(diǎn)降水前，首先要明確以下幾個(gè)內(nèi)容，以作井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的依據(jù)。

1.1 排水區(qū)內(nèi)的地下水類型，是承壓水還是潛水；

1.2 含水層滲透系數(shù)（K）；

1.3 降水井的影響半徑（R）；

1.4 設(shè)計(jì)水位降深（S），即排水區(qū)地下水需要降低的位置；

1.5 含水層的厚度（M或H）;

1.6 排水區(qū)的形狀和面積。

2 井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的公式

目前計(jì)算井點(diǎn)降水的理論方法還不很多。當(dāng)排水井按不規(guī)則封閉圖形分布，補(bǔ)給邊界為圓形時(shí)，采用下列公式計(jì)算和驗(yàn)證。

2.1 承壓水完整井

（1）

2.2 潛水完整井

驗(yàn)證排水區(qū)內(nèi)任意點(diǎn)水柱高度公式：

2.3 承壓水完整井

（5）

2.4 潛水完整井

（6）

（7）

上述格式中：

Q –總排水量m3/d；

K –滲透系數(shù)m/d;

R –排水井影響半徑m

M –承壓水、潛水含水層厚度m;

F –排水區(qū)面積㎡；

r –排水井井半徑m；

S –設(shè)計(jì)水位降深；

SW –各抽水井的水位降深；

H –含水層厚度

Q′-排水井的干擾出水量m3/d;

n –排水井?dāng)?shù)量；

XO -排水設(shè)施影響半徑m;

Ro -引用影響半徑m；

HX–排水區(qū)任意點(diǎn)水柱高度m；

r1.r1-2…r1-n –計(jì)算井至其他井的距離m；

x1.x2……xn-排水井距排水區(qū)任意點(diǎn)的距離m.

選用（1）（2）式計(jì)算的基本條件是排水井分布于排水區(qū)的周圍，排水井按任意形狀布置。（3）(4)式既使用于承壓水，也使用于潛水。

3 設(shè)計(jì)方法和步驟

3.1 確定排水區(qū)段地下水類型、水文地質(zhì)參數(shù)、設(shè)計(jì)降深及排水區(qū)形狀和面積，即明確設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.2 選擇計(jì)算公式，主要依據(jù)地下水的類型選擇，是承壓水還是潛水；是完整井還是非完整井（本文對(duì)非完整井未作介紹）。

3.3 根據(jù)設(shè)計(jì)降深值，采取大井法計(jì)算總排水量。

3.4 用計(jì)算法確定所需的抽水井?dāng)?shù)量，為此先要根據(jù)抽水設(shè)備能力和設(shè)計(jì)降深S選取各抽水井的水位降深值SW，顯然SW應(yīng)大于S，同時(shí)小于抽水設(shè)備能力決定的最大可能降深Smax，然后給出不同抽水井?dāng)?shù)n，并假設(shè)個(gè)抽水井沿半徑XO的圓周均勻布置，近似地計(jì)算每個(gè)井的流量和總流量，選取各井降深SW。

3.5 已知了抽水井的數(shù)量和布置就可以選擇公式（1）或（2），檢查抽水井的總流量，

3.6 按（5）或（6）式檢查某些點(diǎn)的水位降深是否滿足設(shè)計(jì)要求。一般檢查離抽水裝置中心最遠(yuǎn)的幾個(gè)點(diǎn)，因?yàn)檫@些點(diǎn)往往容易發(fā)生降深不符合要求的情況。

3.7 進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)算，當(dāng)某一點(diǎn)不能滿足設(shè)計(jì)要求或需要的單井干擾量超過(guò)抽水井取水能力時(shí)，有必要重新布置抽水井或增加抽水井?dāng)?shù)量，重新計(jì)算到滿足要求為止。

3.8 根據(jù)計(jì)算的單井干擾量，提出提水設(shè)備的出水量或水泵型號(hào)及布井圖。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

盤錦市興隆大廈工程，地處下遼河沖積平原近海地段。主要含水層粉砂、細(xì)沙，平均厚度6.2m；地下水類型為潛水；滲透系數(shù)K=35m/d；影響半徑R=150m；需降水的建筑物面積4650㎡，考慮基礎(chǔ)開挖放坡等因素，布井線按距建筑物邊界10m計(jì)算。總排水面積為8750㎡，排水區(qū)形狀為“L”型，見(jiàn)圖1。

4.1 排水區(qū)范圍；2、擬建排水井；3、擬建排水井干擾量計(jì)算點(diǎn)

根據(jù)前述介紹的設(shè)計(jì)方法和步驟，按大井法公式（7）計(jì)算總排水量：

選擇公式（2）、（3）、（6）用試算法確定抽水井?dāng)?shù)為27眼。各井降深Sw=4.7m，取排水區(qū)內(nèi)任意處的9個(gè)擬建排水井（見(jiàn)位置圖1）計(jì)算干擾出水量，取其平均值作為Q′。計(jì)算數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果列表1：

從表2中可以看出各驗(yàn)證點(diǎn)降深均大于3.44m。滿足設(shè)計(jì)要求。

最后提出設(shè)計(jì)結(jié)果。排水井27眼，排水井布置按圖1布置。根據(jù)計(jì)算得出的單井干擾出水量112 m3/d，設(shè)計(jì)取水設(shè)備流量為200 m3/d。

5 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)時(shí)，不僅提出排水井?dāng)?shù)和排水井布置，同時(shí)還需對(duì)相應(yīng)的井結(jié)構(gòu)，排水管路的直徑和鋪設(shè)坡度及電源線的配置等提出設(shè)計(jì)方案。井點(diǎn)降水方案的提出既要安全，又要經(jīng)濟(jì)合理，方能達(dá)到滿意效果。