人工降低地下水位2ppt

1、A輕型井點設(shè)備工作原理：輕型井點設(shè)備工作原理：（2）輕型井點布置和計算：B應(yīng)掌握的資料：應(yīng)掌握的資料：、水文地質(zhì)資料：地下水含水層厚度、 承壓或非承壓及地下水變化情況、 土質(zhì)、土的滲透系數(shù)、 不透水層位置。、工程性質(zhì)：基坑（槽）形狀、大小及深度。 、設(shè)備條件：井管長度、泵的抽吸能力。C輕型井點布置內(nèi)容：輕型井點布置內(nèi)容：、平面布置：確定井點布置的形式、總管長度、 井點管數(shù)量、水泵數(shù)量及位置。D布置和計算步驟布置和計算步驟確定平面布置高程布置計算井點管數(shù)量等調(diào)整 、高程布置：確定井點管的埋置深度。E輕型井點設(shè)計計算方法：輕型井點設(shè)計計算方法： 確定平面布置：單排布置：適用于基坑、槽寬度小于6，且

2、降水深 度 不超過5的情況，井點管應(yīng)布置在地下水的 上游一側(cè)，兩端延伸長度不宜小于坑、槽的 寬度。雙排布置：適用于基坑寬度大于6或土質(zhì)不良的情況。環(huán)形布置：適用于大面積基坑。U形布置：則井點管不封閉的一段應(yīng)設(shè)在地下水的下游方向。高程布置：確定井點管埋深，即高程布置：確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設(shè)面濾管上口至總管埋設(shè)面的距離的距離。單排布置單排布置雙排、雙排、U型、環(huán)型布置型、環(huán)型布置h h1hi L高程計算公式：高程計算公式：式中： h井點管埋深（； h1總管埋設(shè)面至基底的距離（）； h基底至降低后的地下水位線的距離（）； 水力坡度； L井點管至水井中心的水平距離，當井點管為單排布置時，

3、L為井點管至對邊坡腳的水平距離（）。計算結(jié)果尚應(yīng)滿足下式：計算結(jié)果尚應(yīng)滿足下式： h hpmax 一般輕型井點67。 h井點管埋深（；式中 ：hpmax抽水設(shè)備的最大抽吸高度，（） 實際工程中，井點管均為定型的，有一定標準長度。通常根據(jù)給定井點管長度驗算h，如h0.51，則可滿足。 計算公式如下： h. 式中：h井點管長度 0.2井點管露出地面的長度h基底至降低后的地下水位線的距離（）；h1總管埋設(shè)面至基底的距離（）；有關(guān)數(shù)據(jù)的取值：（） i的取值：當單排布置時i1/41/5； 當雙排布置時i1/7； 當環(huán)形布置時i1/10。（）為井點管至水井中心的水平距離。 （）井點管布置應(yīng)離坑邊有一定距離

4、（0.71），以 防止邊坡塌土而引起局部漏氣。（） h一般取0.51，根據(jù)工程性質(zhì)和水文地質(zhì)狀況確定?？偣芗熬c管數(shù)量的計算：（）水井的分類：n分類依據(jù)：分類依據(jù)：n根據(jù)井底是否達到根據(jù)井底是否達到不透水層不透水層，水井可分為：完整井、非完整井；，水井可分為：完整井、非完整井；n根據(jù)地下水有無根據(jù)地下水有無壓力壓力，水井又可分為：無壓力井、承壓井。，水井又可分為：無壓力井、承壓井。n水井分類：水井分類：n無壓完整井、無壓非完整井；無壓完整井、無壓非完整井；n承壓完整井、承壓非完整井。承壓完整井、承壓非完整井。（）裘布依理論（）裘布依理論 抽水影響半徑內(nèi)，從含水層的頂面到底部任意點抽水影響半徑內(nèi)

5、，從含水層的頂面到底部任意點的水力坡度是一個恒值，并等于該點水面處的斜率；的水力坡度是一個恒值，并等于該點水面處的斜率；抽水前地下水是靜止的，即天然水力坡度為零；抽水前地下水是靜止的，即天然水力坡度為零；對于承壓水，頂、底板是隔水的；對于承壓水，頂、底板是隔水的；對于潛水適用于井邊水力坡度不大于對于潛水適用于井邊水力坡度不大于l4，底板是，底板是隔水的，含水層是均質(zhì)水平的；隔水的，含水層是均質(zhì)水平的；地下水為穩(wěn)定流（不隨時間變化）。地下水為穩(wěn)定流（不隨時間變化）?；炯俣ǎ夯炯俣ǎ?當均勻地在井內(nèi)抽水時，當均勻地在井內(nèi)抽水時，井內(nèi)水位開始下降。經(jīng)過一井內(nèi)水位開始下降。經(jīng)過一定時間的抽水，定時

6、間的抽水，井周圍的水井周圍的水面就由水平的變成降低后的面就由水平的變成降低后的彎曲水面，最后該曲線漸趨彎曲水面，最后該曲線漸趨穩(wěn)定，成為向井邊傾斜的水穩(wěn)定，成為向井邊傾斜的水位降落漏斗。位降落漏斗。 右圖為無壓完整井抽水右圖為無壓完整井抽水時水位的變位情況。時水位的變位情況。在縱剖在縱剖面上流線是一系列曲線，在面上流線是一系列曲線，在橫剖面上水流的過水斷面與橫剖面上水流的過水斷面與流線垂直。流線垂直。 2231.366(/ )(138)lglgHhQkmdRr公式 （C） 涌水量計算32.73(/ )(139)lglgHsQkMmdRr公式 但在井點系統(tǒng)中，各井點管是布置在基坑周圍，許但在井點

7、系統(tǒng)中，各井點管是布置在基坑周圍，許多井點同時抽水，即多井點同時抽水，即群井共同工作群井共同工作，其涌水量不能用各其涌水量不能用各井點管內(nèi)涌水量簡單相加求得井點管內(nèi)涌水量簡單相加求得。 群井涌水量的計算，可把群井涌水量的計算，可把由各井點管組成的群井系由各井點管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的單井，設(shè)該井為圓形的統(tǒng)，視為一口大的單井，設(shè)該井為圓形的，可得出群井，可得出群井的涌水量計算公式：的涌水量計算公式：單井計算圖：式中：K:土的滲透系數(shù)，m/dR0 xS群井降水影響半徑（）基坑中心的水位降低值（）)/(lnln)2(366. 130dmxRSSHKQ無壓完整井群井的涌水量計算公式：環(huán)狀井點假象

8、半徑（）HKSR95. 1Fx 0F環(huán)狀井點系統(tǒng)包圍的面積（2）H含水層厚度（）無壓非完整井無壓非完整井的井點系統(tǒng)涌水量公式：式中：式中：H0有效含水深度（或抽水影響深度）。有效含水深度（或抽水影響深度）。當計算出的當計算出的 H0 大于實際含水層厚度大于實際含水層厚度 H 時，取時，取 H0H)/(lglg)2(366. 1300dmxRSSHKQ302.73(m /d)(1-41)lglgMsQkRx公式1022.37(1-42)lglg1 0.5MlMsMQkRxrM公式應(yīng)用上述公式時先要確定x0，R，K第一步：確定x0 由于基坑大多不是圓形，因而不能直接得到由于基坑大多不是圓形，因而不

9、能直接得到x0。當當矩形基坑長寬比不大于矩形基坑長寬比不大于5時，環(huán)形布置的井點可近似作時，環(huán)形布置的井點可近似作為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時將近為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時將近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑：似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑：Fx 0 F 環(huán)形井點所包圍的面積（）x0環(huán)形井點系統(tǒng)的假想半徑（）第二步：確定R 抽水影響半徑，與抽水影響半徑，與土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降低值位降低值及及抽水時間抽水時間等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。 在抽水25后，水位降落漏斗基本穩(wěn)定，此時抽水影響半徑可近似地按下式計算：)(95. 1mHK

10、SR 第三步：確定K 滲透系數(shù) K 值對計算結(jié)果影響較大。K值的確定可用現(xiàn)場抽水試驗或?qū)嶒炇覝y定。對重大工程，宜采用現(xiàn)場抽水試驗以獲得較準確的值。（c）單根井管的最大出水量：）單根井管的最大出水量：qQn )(mnLD (根)式中：L總管長度（）n井點管最少根數(shù)（d）井點管最少數(shù)量：）井點管最少數(shù)量：（e）井點管最大間距：）井點管最大間距：n = 1.1Q/qn = 1.1Q/q注意：注意：p 實際采用的井點管間距實際采用的井點管間距D D應(yīng)當與總管上接頭尺寸相應(yīng)當與總管上接頭尺寸相適應(yīng)。即盡可能采用適應(yīng)。即盡可能采用0.80.8，1.21.2，1.61.6或或2.0m2.0m且且DDDnnn

11、，一般，一般n n應(yīng)當超過應(yīng)當超過1.1n1.1n，以，以防井點管堵塞等影響抽水效果。防井點管堵塞等影響抽水效果。p 井距取值井距取值必須大于必須大于5 5dd（dd為濾管周長），為濾管周長），以防以防止各個井點之間的干擾較大，出水量顯著減少止各個井點之間的干擾較大，出水量顯著減少；p 對于滲透系數(shù)小的土質(zhì)，井距應(yīng)當布置得小些；對于滲透系數(shù)小的土質(zhì)，井距應(yīng)當布置得小些；p 靠近河流處，井點管宜適當加密；靠近河流處，井點管宜適當加密；p 井距應(yīng)與總管上的接頭間距相匹配。井距應(yīng)與總管上的接頭間距相匹配。底寬底寬8m8m底長底長15m15m（自然地坪）（自然地坪）（1m1m亞粘土）亞粘土）（8m8m

12、砂土）砂土）（不透水粘土層）（不透水粘土層）底寬底寬8m8m底長底長15m15mi i：水力坡度，環(huán)形井點?。核ζ露?，環(huán)形井點取0.10.1；s s：井點管內(nèi)的水位降低深度。：井點管內(nèi)的水位降低深度。（5 5）水井類型的確定：）水井類型的確定：01.951.95 3.57.5 1264.75Rs H km014 219.683.14Fxm00(2)1.366lglgHs sQkRx(2 7.53.5) 3.51.366 12lg64.75lg9.68Q3799.38/Qmd3336565 3.14 0.05 11223.37/qdl kmd 4、輕型井點的施工： 施工過程：施工過程：（1）準

13、備工作：井點設(shè)備、動力、水源及必要材料的準 備，排水溝開挖，附近建筑物的標高觀 測以及防止附近建筑物沉降措施的實施。（2）井點系統(tǒng)的埋設(shè)： 埋設(shè)井點的程序：先排放總管，再埋設(shè)井點管，用先排放總管，再埋設(shè)井點管，用彎聯(lián)管將井點與總管接通，然后安裝抽水設(shè)備。彎聯(lián)管將井點與總管接通，然后安裝抽水設(shè)備。 井點管的埋設(shè)方法：水沖法水沖法（分沖孔與埋管兩過程）（3）連接與試抽）連接與試抽 井點系統(tǒng)全部安裝完畢后，需進行試抽，以檢查井點系統(tǒng)全部安裝完畢后，需進行試抽，以檢查有無漏氣現(xiàn)象。開始抽水后不希望停抽。時抽時停，有無漏氣現(xiàn)象。開始抽水后不希望停抽。時抽時停，濾網(wǎng)易堵塞，也容易抽出土粒，使水混濁，并引起

14、附濾網(wǎng)易堵塞，也容易抽出土粒，使水混濁，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。正常的排水是正常的排水是細水長流，出水澄清細水長流，出水澄清。 抽水時需要經(jīng)常檢查井點系統(tǒng)工作是否正常，以及檢抽水時需要經(jīng)常檢查井點系統(tǒng)工作是否正常，以及檢查觀測井中水位下降情況，如果有較多井點管發(fā)生堵查觀測井中水位下降情況，如果有較多井點管發(fā)生堵塞，影響降水效果時，應(yīng)逐根用高壓水反向沖洗或拔塞，影響降水效果時，應(yīng)逐根用高壓水反向沖洗或拔出重埋。出重埋。（4）井點運轉(zhuǎn)與監(jiān)測包括：井點運轉(zhuǎn)管理 井點監(jiān)測（5）井點拆除 地下室或地下結(jié)構(gòu)物竣工后并將基坑進行回填土后，方可拆除井點系統(tǒng)，拔出

15、井點管多借助于倒鏈、起重機等。所留孔洞用砂或土塞，對地基有防滲要求時，地面下2m可用粘土填塞密實。另外，井點的拔除應(yīng)在基礎(chǔ)及已施工部分的自重大于浮力的情況下進行，且底板混凝土必須要有一定的強度，防止因水浮力引起地下結(jié)構(gòu)浮動或破壞底板。沖孔沖孔 埋管埋管 封口封口 填砂填砂 井點降水對周圍環(huán)境的不利影響及防治措施井點降水對周圍環(huán)境的不利影響及防治措施井點降水的不利影響井點降水的不利影響 井點管埋設(shè)完成開始抽水時，井內(nèi)水位開始下降，周圍含水層的水不斷流向濾管，在無承壓水等環(huán)境條件下，經(jīng)過一段時間之后，在井點周圍形成漏斗狀的彎曲水面，即所謂“降水漏斗”，這個漏斗狀水面逐漸趨于穩(wěn)定，一般需要幾天到幾周

16、的時間，降水漏斗范圍內(nèi)的地下水位下降以后，就必然會造成地面固結(jié)沉降，由于漏斗形由于漏斗形的降水面不是平面，因而所產(chǎn)生的沉降也是不均勻的。的降水面不是平面，因而所產(chǎn)生的沉降也是不均勻的。在實際工程中，由于井點管濾管濾網(wǎng)和砂濾層結(jié)構(gòu)不良，把土層中的粘土顆粒、粉土顆粒甚至細砂同地下水一同抽出地面的情況是經(jīng)常發(fā)生的，這種現(xiàn)象會使地面產(chǎn)生的不均勻沉降加劇，造成附近建筑物及地下管線的不同程度的損壞。防范井點降水不利影響的措施防范井點降水不利影響的措施 由于井點降水對引起周圍地層的不均勻沉降，但在高水位地區(qū)開挖深基坑又離不開降水措施，因此一方面要保證開因此一方面要保證開挖施工的順利進行，另一方面又要防范對周

17、圍環(huán)境的不利挖施工的順利進行，另一方面又要防范對周圍環(huán)境的不利影響影響，即采取相應(yīng)的措施，減少井點降水對周圍建筑物及地下管線造成的影響。 （一）在降水前認真做好對周圍環(huán)境的調(diào)研工作。（二）合理使用井點降水，盡可能減少對周圍環(huán)境的影響。降水必然會形成降水漏斗，從而造成對周圍地面的沉降，但只要合理使用井點，可以把這類影響控制在周圍環(huán)境可以承受的范圍之內(nèi)。1、防范抽水帶走土層中的細顆粒。2、適當放緩降水漏斗線的坡度。3、井點應(yīng)連續(xù)運轉(zhuǎn)，盡量避免間歇和反復抽水。4、防范基坑開挖時產(chǎn)生基底以下承壓水而造成流砂，致使坑周產(chǎn)生大量地面沉陷。5、如果降水現(xiàn)象周圍有湖、河、浜導貯水體時，應(yīng)考慮在井點和貯水體之間

18、設(shè)置擋水帷幕擋水帷幕，以防范井點與貯水體穿通，抽出大量地下水而水位不下降，反而帶出許多土顆粒，甚至產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，妨礙深基坑工程的開挖施工。6、在建筑物和地下管線密集等對地面沉降控制有嚴格要求的地區(qū)開挖深基坑，可采用坑內(nèi)降水坑內(nèi)降水的方法，即在圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置井點，疏干坑內(nèi)地下水，以利開挖施工，同時，需利用支護墻體本身或另設(shè)擋土帷幕切斷坑外地下水的涌入。要求擋水墻有足夠的入土深度，一般需較井點濾管下端深2m左右。這樣既不妨礙開挖施工，又可大大減輕對周圍環(huán)境的影響，收到良好效果。7、對不適宜采用井點降水的土層，不要盲目使用井點降水。（三）、降水場地外側(cè)設(shè)置擋土帷幕，減少降水影響范圍（三）、降水場地

19、外側(cè)設(shè)置擋土帷幕，減少降水影響范圍 即在降水場地外側(cè)有條件的情況下設(shè)置一圈擋水帷幕，切斷降水漏斗曲線的外側(cè)延伸部分，減小降水影響范圍，從而把降水對周圍的影響減小到最低程度，一般擋水帷幕一般擋水帷幕底標高應(yīng)低于降落后的水位底標高應(yīng)低于降落后的水位2m以上以上，如圖所示。常用的擋土帷幕有下列幾種：1、深層水泥攪拌樁2、砂漿防滲板樁3、樹根樁隔水帷幕4、直接利用可以擋水的擋土結(jié)構(gòu)作為擋土帷幕，如鋼板樁、地下連續(xù)墻。（四）、降水場地外緣設(shè)置回灌水系統(tǒng)（四）、降水場地外緣設(shè)置回灌水系統(tǒng) 降水對周圍環(huán)境的不利影響主要是由于漏斗形降水曲線引起周圍建筑物和地下管線基礎(chǔ)的不均勻沉降造成的，因此，在降水場地外緣設(shè)

20、置回灌水系統(tǒng)保持需保護部位的在降水場地外緣設(shè)置回灌水系統(tǒng)保持需保護部位的地下水位，地下水位，可消除所產(chǎn)生的危害。 回灌水系統(tǒng)包括回灌井點和砂溝、砂井回灌兩種型式。井點回灌：目的：消除周圍土壤因固結(jié)而引起的地面沉陷。1.電滲井點電滲井點 在粘土和粉質(zhì)粘土粘土和粉質(zhì)粘土中進行基坑開挖施工，由于土體的滲透系數(shù)較小，為加速土中水分向井點管中流入，提高降加速土中水分向井點管中流入，提高降水施工的效果水施工的效果，除了應(yīng)用真空產(chǎn)生抽吸作用以外，還可加用電滲。 所謂電滲井點，一般與輕型井點或噴射井點結(jié)合使用，是利用輕型井點或噴射井點管本身作為陰極，一金屬棒（鋼筋、鋼管、鋁棒等）作為陽極。通入直流電（采用直流

21、發(fā)電機或直流電焊機）后，帶有負電荷的土粒即向陽極移動（即電泳作用），而帶有正電荷的水則向陰極方向集中，產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。在電滲與井點管內(nèi)的真空雙重用下，在電滲與井點管內(nèi)的真空雙重用下，強制粘土中的水由井點管快速排出，井點管連續(xù)抽水，從強制粘土中的水由井點管快速排出，井點管連續(xù)抽水，從而地下水位漸漸降低。而地下水位漸漸降低。其他一些井點降水其他一些井點降水2.噴射井點噴射井點 當基坑開挖所需降水深度超過當基坑開挖所需降水深度超過6m時時，一級的輕型井點就難以收到預期的降水效果，這時如果場地許可，可以采用二級甚至多級輕型井點以增加降水深度，達到設(shè)計要求。但是這樣一來會增加基坑但是這樣一來會增加基坑土方

22、施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長工期，二來也擴大了井土方施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長工期，二來也擴大了井點降水的影響范圍而對環(huán)境不利點降水的影響范圍而對環(huán)境不利。為此，可考慮采用噴射井點。 噴射井點用作深層降水，應(yīng)用在粉土、極細砂和粉砂中較為適用噴射井點用作深層降水，應(yīng)用在粉土、極細砂和粉砂中較為適用。在較粗的砂粒中，由于出水量較大，循環(huán)水流就顯得不經(jīng)濟，這時宜采用深井泵。一般一級噴射井點可降低地下位820m，甚至20m以上。噴射井點降水是在井點管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空在井點管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水（噴水井點）或氣壓縮機通過井點管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水（噴