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深井降水研究

08-22 12:57:45  瀏覽次數:696次  欄目:市政工程
標簽:市政工程技術,市政工程施工方案, 深井降水研究,http://www.nvlbio.live
    一、前言  近幾年在洛陽地區,深井降水利用較多,但有些單位在計算過程中采用的公式不當,或者考慮的因素不周,最終會造成降水的失敗,最后不得不加井,這樣既費錢又費時間,下面就以本人在深井降水方面的經驗來和大家探討! 《、深井降水概念  深井(管井)井點,又稱大口徑井點,系由濾水井管、吸水管和抽水設備等組成。具有井距大,易于布置,排水量大,降水深(>15m),降水設備和操作工藝簡單等特點。適用于滲透系數大(20-250m3/d),土質為砂類土,地下水豐富,降水深,面積大、時間長的降水工程應用! ∪、深井設計  1、計算思路  第一步將基坑進行等效化為一口大井,第二步確定基坑總的涌水量,第三步確定單井出水量,第四步確定井的數量! 2、參數的確定與計算  1)、設計水位降深  水位降深在滿足施工要求的時候,應盡量選擇較小水位的降深,一般降到操作面下0.5m即可(有特殊要求的除外),這樣可最大程度上避免降水對地層的影響,不至于造成地基承力的下降! 2)、井深及井徑的選擇  要想使水位降低至操作面下,可以有兩種途徑,一種是加大井的直徑和井的深度,即增大單井的落差,從而達到使最高水位降至操作面下0.5m.另一種通過均勻布井,控制單井的落差,使水位均勻降至設計要求。前一種布井少,對地層擾動大,如建筑物對地基要求高時,此方法不可采用(除非施工后注漿),且此方法對原有建筑物也會帶來較大的不利影響;后一種方法可能布井較多,但對地層擾動小,對原有建筑的危害也較小,因此條件允許時應優先選用后一種方法。另外井深還要考慮單井的出水量與自已現有的水泵配套! 【钪饕歉鶕唤瞪、所需要的單井出水能力、水泵的進水口的位置、含水層的厚度、及泥漿淤積深度等因素進行選擇! 【畯降倪x擇要綜合考慮以下幾種因素:A、單井要求的出水量;B、水泵的直徑;C、當地施工機械,及井管的規格,如選用市場常用的規格,價格可能會便宜對控制成本有益! 3)、滲透系數的選擇  滲透系數是降水計算中重要的參數,此參數可以從地質報告中選取,但在大面積布井前,須重新驗證,或者搜集附近的實際數據作為參考! 4)、含水層的厚度的取值  含水層的厚度也是一個重要的參數,但地質報告中一般不給出,如果沒有地區經驗,只能通過綜合考慮以往施工經驗和降水井的深度及地層的規律來確定。也可事先假定一個數值,按完整井模型,采用使含水層厚度按每1米的間隔遞增,計算總的涌水量,然后按非完整井的模型,以同的方法計算總涌水量,最終你會發現,它們會有一個重合點,這樣你可以利這一重合點,并結合以往經驗綜合確定含水層厚度! 5)、深井降水計算  深井單井計算較為簡單,計算結果一般與實際較為吻合。但群井計算結果就千萬別(群井中單井的出水量)。由于降水時,一般要采用一個以上的井,降水井同時抽水時,互相形成干擾,無法以單井的計算來判斷水位的降深,實際上這些井形成了干擾群井。群井總的涌水量計算公式,一般采用近似擬合得出,總涌量各個規范或者計算手冊上所列公式的計算結果一般相差無幾,且物理意義明確,很容易理解,具體施工時可以參看《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99)、《建筑與市政降水工程技術規范》(JGJ/T111-98)或者江正榮的《建筑施工計算手冊》。降水施工中最重要的一環是確定單井的出水量! 。1)等效半徑計算  矩形基坑:   式中:a、b——分別為基坑的長短邊邊長;  不規則塊狀基坑等效半徑:   式中:ro——基坑的等效半徑; A——基坑的面積 。2)、降水影響半徑  式中:R——降水影響半徑; K——滲透系數; H——含水層的厚度; 。3)、群井總涌水量  A、均質含水層潛水完整井計算公式  B、均質含水層潛水非完整井計算公式  式中:Q——基坑總的涌水量 ;S——設計水位降深  l——過濾器長度; 。4)、單井出水量  前面已經說明,總涌量各個公式計算結果基本相同,且在實際施工中吻合較好,但單井出水量就難以確定。下面以一個實例來看一下單井出水量的確定! ∧骋还こ痰叵滤20米需降深5米,井深35米(有效深度)滲透系數70m/d,含水層厚度為15米,管井直徑400. 、侔础督ㄖc市政降水工程技術規范》(JGJ/T111-98)公式進行計算! =24×10×400/50=1920 m3/d  式中:q——單井出水量(m3/d);d——降水井管徑(mm);l`——淹沒部分的過濾器長度(m); a`——與滲透系數有關的經驗系數( 、诎础督ㄖ又ёo技術規程》(JGJ120-99)中給出公式進行計算:  =120×3.14×0.2×10× =3105 m3/d  式中:q——單井出水量(m3/d);rs——過濾器半徑(m);l——淹沒部分的過濾器長度(m);k——含水層滲透系數(m/d); 、郯赐暾畣尉鏊坑嬎悖o干擾)  q=1.366K =3735 m3/d  =324m  式中:q——單井出水量(m3/d);rw——過濾器半徑(m);k——含水層滲透系數(m/d);R——降水影響半徑; ——含水層的原始厚度; ——淹沒部分的過濾器長度(m);  從以上三項計算結果可以看出,最小的為第一項(與實際最接近)。第二第三項結果相差不多。此工程基坑面積為3000平方米,按第一、二項計算結果綜合的單井出水量最后布井8口,抽水1周,水位只降了不到2米最后布置26口井將水位降到操作面以下。這是什么原因呢?根幾個工程的分析,主要是單井出水計算誤差太大。實際測得平均單井出水量約為800m3.第二對干擾井的概念理解不清,當為群井時每個井的出水量就會大為減少,也許在施工時你會說個別井出水量很大,但這只能代表一點,不能以此作為計算井數的單井的出水量。實際的單井出水量只能用所有井的平均值來代表。但在施工前無法知道平均值的情況怎么計算,方法有兩個:第一在計算的基礎上乘以一個小于1的系數;第二統計以往工程的數值對計算結果進行修正,修正的原則在后的敘述中說明! 。5)、管井數量確定  用總的涌水量除以單井出水量,再加以一定的富余系數即可確定,且此富余系數一般不小于1.1. 。6)、布井原則  深井一般沿基坑周圍離邊坡上緣2米左右環形布置,施工允許的情況也可在基坑中布置一部分井(這樣降水效果更好),井點應深入透水層6-9米,通常應比所需降水的深度深6-8米,井距一般為8-15米,井距太大時降水效果不好,如果計算出的數據使井間距大于15米,一般要進行修正。這其中還要考慮到有些水泵壞時,維修的間隔不能給附近水位造成過大的提升,也就是說要有一定的富余度! ∷、降水對周圍環境的影響及其防范措施  在降水過程中,由于會隨水流帶出部分細微土粒,再加上降水后土體的含水量降低,使土壤產生固結,因而會引起周圍地面的沉降,在建筑物密集地區進行降水施工,如因長時間降水引起過大的地面沉降,會帶來較嚴重的后果! 榉乐够驕p少降水對周圍環境的影響,避免產生過大的地面沉降,可采取下列一些技術措施: 。1)采用回灌技術:降水對周圍環境的影響,是由于土壤內地下水流失造成的;毓嗉夹g即在降水井點和要保護的建(構)筑物之間打設一排井點

www.nvlbio.live,在降水井點抽水的同時,通過回灌井點向土層內灌入一定數量的水(即降水井點抽出的水),形成一道隔水帷幕,從而阻止或減少回灌井點外側被保護的建(構)筑物地下的地下水流失,使地下水位基本保持不變,這樣就不會因降水使地基自重應力增加而引起地面沉降! 。2)采用砂溝、砂井回灌:在降水井點與被保護建(構)筑物之間設置砂井作為回灌井,沿砂井布置一道砂溝,將降水井點抽出的水,適時、適量排入砂溝、再經砂井回灌到地下,實踐證明亦能收到良好效果! 。3)使降水速度減緩:在砂質粉土中降水影響范圍可達80m以上,降水曲線較平緩,為此可將井點管加長,減緩降水速度,防止產生過大的沉降。亦可在井點系統降水過程中,調小離心泵閥,減緩抽水速度。還可在鄰近被保護建(構)筑物一側,將井點管間距加大,需要時甚至暫停抽水! 榉乐钩樗^程中將細微土粒帶出,可根據土的粒徑選擇濾網。另外確保井點管周圍砂濾層的厚度和施工質量,亦能有效防止降水引起的地面沉降! ∥、降水施工時應考慮的因素  1、布井時,周邊多布,中間少布;在地下補給的方向多布,另一方向少布! 2、布井時應根據地質報告把使井的濾水器部分能處在較厚的砂卵層中,避免使之處于泥砂的透鏡體中,從影響井的出水能力! 3、鉆探施工達到設計深度后,根據洗井擱置的時間的長短,宜多鉆進2——3m,避免因洗井不及時泥漿沉淀過厚,增加洗井的難度。洗井不應擱置時間過長或完成鉆探后集中洗井! 4、水泵選擇時應與井的出水能力相匹配,水泵小時達不到降深要求;水泵大時,抽水不能連續,一方面增加維護難度,另一方面對地層影響較大。一般可以準備大中小幾種水泵,在現場實際調配! 5、降水期間應對抽水設備和運行狀況進行維護檢查,每天檢查不應少于3次,并應觀測記錄水泵出水等情況,發現問題及時處理,使抽水設備始終處在正常運行狀態。同時應有一定量的備用設備,對出問題的設備能及時更換! 6、抽水設備應進行定期保養,降水期間不得隨意停抽。當發生停電時應及時更新電源保持正常降水! 7、降水施工前,應對因降水造成的地面沉降進行估算分析,如分析出沉降過大時,應采取必要措施! 8、降水時應對周圍建筑物的觀測。首先在降水影響范圍外建立水準點,降水前對建筑物進行觀測,并進行記錄。降水開始階段每天觀測兩次,進入穩定期后,每天可以只觀測一次! 參考文獻]  [1]《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99)  [2]《建筑與市政降水工程技術規范》(JGJ/T111-98)  [3]江正榮,《建筑施工計算手冊》! 4]任天培,彭定邦,鄭秀英,何成富,周柔嘉《水文地質學》  [5] 《基礎工程施工手冊》(第二版) 。ê幽狭ńㄔO發展有限公司 金躍山 陳紅茹

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