论文部分内容阅读
本文以盘锦市兴隆大厦基础排水设计为例，详细介绍井点降水设计的方法和步骤
1 井点降水的设计依据
随着国民经济建设的不断发展，基本建设项目日益增多。由于城市土地面积越来越紧张，高层建筑和地下建筑在城市中迅速发展起来，随之而来的的就是深基础施工问题。在深基础施工过程中不可避免地遇到降低地下水位的问题，目前降低地下水位的方法还不很多，最主要的方法就是井点降水。
在进行井点降水设计时，不能盲目的进行设计，要有一定的依据。笔者认为在进行井点降水前，首先要明确以下几个内容，以作井点降水设计的依据。
1.1 排水区内的地下水类型，是承压水还是潜水；
1.2 含水层渗透系数（K）；
1.3 降水井的影响半径（R）；
1.4 设计水位降深（S），即排水区地下水需要降低的位置；
1.5 含水层的厚度（M或H）;
1.6 排水区的形状和面积。
2 井点降水设计的公式
目前计算井点降水的理论方法还不很多。当排水井按不规则封闭图形分布，补给边界为圆形时，采用下列公式计算和验证。
2.1 承压水完整井
（1）
2.2 潜水完整井
验证排水区内任意点水柱高度公式：
2.3 承压水完整井
（5）
2.4 潜水完整井
（6）
（7）
上述格式中：
Q –总排水量m3/d；
K –渗透系数m/d;
R –排水井影响半径m
M –承压水、潜水含水层厚度m;
F –排水区面积㎡；
r –排水井井半径m；
S –设计水位降深；
SW –各抽水井的水位降深；
H –含水层厚度
Q′-排水井的干扰出水量m3/d;
n –排水井数量；
XO -排水设施影响半径m;
Ro -引用影响半径m；
HX–排水区任意点水柱高度m；
r1.r1-2…r1-n –计算井至其他井的距离m；
x1.x2……xn-排水井距排水区任意点的距离m.
选用（1）（2）式计算的基本条件是排水井分布于排水区的周围，排水井按任意形状布置。（3）(4)式既使用于承压水，也使用于潜水。
3 设计方法和步骤
3.1 确定排水区段地下水类型、水文地质参数、设计降深及排水区形状和面积，即明确设计依据。
3.2 选择计算公式，主要依据地下水的类型选择，是承压水还是潜水；是完整井还是非完整井（本文对非完整井未作介绍）。
3.3 根据设计降深值，采取大井法计算总排水量。
3.4 用计算法确定所需的抽水井数量，为此先要根据抽水设备能力和设计降深S选取各抽水井的水位降深值SW,显然SW应大于S，同时小于抽水设备能力决定的最大可能降深Smax，然后给出不同抽水井数n,并假设个抽水井沿半径XO的圆周均匀布置，近似地计算每个井的流量和总流量，选取各井降深SW。
3.5 已知了抽水井的数量和布置就可以选择公式（1）或（2），检查抽水井的总流量，
3.6 按（5）或（6）式检查某些点的水位降深是否满足设计要求。一般检查离抽水装置中心最远的几个点，因为这些点往往容易发生降深不符合要求的情况。
3.7 进行进一步验算，当某一点不能满足设计要求或需要的单井干扰量超过抽水井取水能力时，有必要重新布置抽水井或增加抽水井数量，重新计算到满足要求为止。
3.8 根据计算的单井干扰量，提出提水设备的出水量或水泵型号及布井图。
4 设计实例
盘锦市兴隆大厦工程，地处下辽河冲积平原近海地段。主要含水层粉砂、细沙，平均厚度6.2m；地下水类型为潜水；渗透系数K=35m/d；影响半径R=150m；需降水的建筑物面积4650㎡，考虑基础开挖放坡等因素，布井线按距建筑物边界10m计算。总排水面积为8750㎡，排水区形状为“L”型，见图1。
4.1 排水区范围；2、拟建排水井；3、拟建排水井干扰量计算点
根据前述介绍的设计方法和步骤，按大井法公式（7）计算总排水量：
选择公式（2）、（3）、（6）用试算法确定抽水井数为27眼。各井降深Sw=4.7m,取排水区内任意处的9个拟建排水井（见位置图1）计算干扰出水量，取其平均值作为Q′。计算数据及计算结果列表1：
从表2中可以看出各验证点降深均大于3.44m。满足设计要求。
最后提出设计结果。排水井27眼，排水井布置按图1布置。根据计算得出的单井干扰出水量112 m3/d，设计取水设备流量为200 m3/d。
5 结束语
在进行井点降水设计时，不仅提出排水井数和排水井布置，同时还需对相应的井结构，排水管路的直径和铺设坡度及电源线的配置等提出设计方案。井点降水方案的提出既要安全，又要经济合理，方能达到满意效果。
1 井点降水的设计依据
随着国民经济建设的不断发展，基本建设项目日益增多。由于城市土地面积越来越紧张，高层建筑和地下建筑在城市中迅速发展起来，随之而来的的就是深基础施工问题。在深基础施工过程中不可避免地遇到降低地下水位的问题，目前降低地下水位的方法还不很多，最主要的方法就是井点降水。
在进行井点降水设计时，不能盲目的进行设计，要有一定的依据。笔者认为在进行井点降水前，首先要明确以下几个内容，以作井点降水设计的依据。
1.1 排水区内的地下水类型，是承压水还是潜水；
1.2 含水层渗透系数（K）；
1.3 降水井的影响半径（R）；
1.4 设计水位降深（S），即排水区地下水需要降低的位置；
1.5 含水层的厚度（M或H）;
1.6 排水区的形状和面积。
2 井点降水设计的公式
目前计算井点降水的理论方法还不很多。当排水井按不规则封闭图形分布，补给边界为圆形时，采用下列公式计算和验证。
2.1 承压水完整井
（1）
2.2 潜水完整井
验证排水区内任意点水柱高度公式：
2.3 承压水完整井
（5）
2.4 潜水完整井
（6）
（7）
上述格式中：
Q –总排水量m3/d；
K –渗透系数m/d;
R –排水井影响半径m
M –承压水、潜水含水层厚度m;
F –排水区面积㎡；
r –排水井井半径m；
S –设计水位降深；
SW –各抽水井的水位降深；
H –含水层厚度
Q′-排水井的干扰出水量m3/d;
n –排水井数量；
XO -排水设施影响半径m;
Ro -引用影响半径m；
HX–排水区任意点水柱高度m；
r1.r1-2…r1-n –计算井至其他井的距离m；
x1.x2……xn-排水井距排水区任意点的距离m.
选用（1）（2）式计算的基本条件是排水井分布于排水区的周围，排水井按任意形状布置。（3）(4)式既使用于承压水，也使用于潜水。
3 设计方法和步骤
3.1 确定排水区段地下水类型、水文地质参数、设计降深及排水区形状和面积，即明确设计依据。
3.2 选择计算公式，主要依据地下水的类型选择，是承压水还是潜水；是完整井还是非完整井（本文对非完整井未作介绍）。
3.3 根据设计降深值，采取大井法计算总排水量。
3.4 用计算法确定所需的抽水井数量，为此先要根据抽水设备能力和设计降深S选取各抽水井的水位降深值SW,显然SW应大于S，同时小于抽水设备能力决定的最大可能降深Smax，然后给出不同抽水井数n,并假设个抽水井沿半径XO的圆周均匀布置，近似地计算每个井的流量和总流量，选取各井降深SW。
3.5 已知了抽水井的数量和布置就可以选择公式（1）或（2），检查抽水井的总流量，
3.6 按（5）或（6）式检查某些点的水位降深是否满足设计要求。一般检查离抽水装置中心最远的几个点，因为这些点往往容易发生降深不符合要求的情况。
3.7 进行进一步验算，当某一点不能满足设计要求或需要的单井干扰量超过抽水井取水能力时，有必要重新布置抽水井或增加抽水井数量，重新计算到满足要求为止。
3.8 根据计算的单井干扰量，提出提水设备的出水量或水泵型号及布井图。
4 设计实例
盘锦市兴隆大厦工程，地处下辽河冲积平原近海地段。主要含水层粉砂、细沙，平均厚度6.2m；地下水类型为潜水；渗透系数K=35m/d；影响半径R=150m；需降水的建筑物面积4650㎡，考虑基础开挖放坡等因素，布井线按距建筑物边界10m计算。总排水面积为8750㎡，排水区形状为“L”型，见图1。
4.1 排水区范围；2、拟建排水井；3、拟建排水井干扰量计算点
根据前述介绍的设计方法和步骤，按大井法公式（7）计算总排水量：
选择公式（2）、（3）、（6）用试算法确定抽水井数为27眼。各井降深Sw=4.7m,取排水区内任意处的9个拟建排水井（见位置图1）计算干扰出水量，取其平均值作为Q′。计算数据及计算结果列表1：
从表2中可以看出各验证点降深均大于3.44m。满足设计要求。
最后提出设计结果。排水井27眼，排水井布置按图1布置。根据计算得出的单井干扰出水量112 m3/d，设计取水设备流量为200 m3/d。
5 结束语
在进行井点降水设计时，不仅提出排水井数和排水井布置，同时还需对相应的井结构，排水管路的直径和铺设坡度及电源线的配置等提出设计方案。井点降水方案的提出既要安全，又要经济合理，方能达到满意效果。