x工程降水井计算

第一章降水设计

1 设计依据

1.岩土工程勘察报告。

2.地下室基础平面布置图。

3.技术要求

本工程±0.00标高为559.1m，勘察期间测得静止水位埋深2.30～6.90m，相对应水位高程552.69～553.30m之间，平均高程在552.74m左右。根据区域水文地质资料，场地地下水位丰、枯水期年变幅一般为1.50～2.00m。经调查，并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等，综合判定历年最高水位（抗浮设计水位）标高建议值可取555.00m。地下室施工对降水安全性要求较高，为满足施工要求，地下水位须降至基底0.5m以下。

4.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）

5.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）

2 降水设计

在基坑范围内，当降水井把整个基坑范围内地下水形成包围下降到作业区底标高，整个作业区为干作业区，可开展施工。根据详勘资料和成都地区水文地质相关资料，计算参数选用如下：

1.开挖深度：作业区深度-7.6～-5.3m；

2.降水井管距作业区边线不小于1.5～2.5m；

3.设计降深：按最深基坑-7.6m考虑，s d=555.0-（551.8-0.5）=3.7m；

4.含水层厚度：地下含水层厚取H=20.0m；

5.水位降深值：s w=553.3-551.3=2.0m；

6.渗透系数：由地勘资料，该场地砂卵石层平均渗透系数K 取22m/d 。

3 水文地质计算

本工程地下室由综合楼和体育馆两个区域组成，降水设计时分成两部分单独进行计算。

1.降水验算

基坑降水设计计算模型详见下图。

图一 基坑降水计算简图

2.基坑中心点起算的等效半径 1o r A 为基坑面积，综合楼地下室面积为8934.18m 2

2o r A 为基坑面积，体育馆地下室面积为16217.34m 2

3.潜水含水层的影响半径R

2R s ==419.52m

s w 为井水位降深，s w 小于10时取值为10m

4.基坑涌水量

综合楼部分：(2)ln 1d d o H s s Q k R r π-=⎛⎫+ ⎪⎝⎭

=4252.12(m 3/d)

体育馆部分：(2)ln 1d d o H s s Q k R r π-=⎛⎫+ ⎪⎝⎭

=4827.33(m 3/d) 5.确定单井出水量

120o s q r π=3/d)

6.求出管井数量

综合楼部分：n= 1.1o

Q n q ==11.81(口) 所以综合楼部分取管井数为12口井。

体育馆部分：n= 1.1o

Q n q ==13.41(口) 所以体育馆部分取管井数为14口井。

4 井管渗透速度及井深确定

(1)

最大允许渗透速度：60c V =（m/d ）

(2)最小滤水井管长度：min /2o s c l q r V π=∙∙=2.5m

(3)井点深度确定：

降水井深度根据《建筑与市政降水工程技术规范》中6.3.2式确定：

123456w w w w w w w H H H H H H H =+++++

=7.3+0.5+1.5+2.0+2.5+2.5

=16.3m

H W1：基坑深度（电梯井最深基坑深度为-7.3m ）；

H W2：降水水位距离基坑底要求的深度；

H W3：ir 0；i 为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10～1/15；r 0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2；

H W4：降水期间的地下水位变幅；

H W5：降水井过滤器工作长度；

H W6：沉砂管长度。

根据上式计算结果及相关工程经验，为保证降水效果并考虑降水井标管为2.5m 长，井深可定为H w=17.5m。

第二章施工工艺

1 施工流程

降水井施工流程如下图所示。

2 施工流程简述

（1）测量放线

根据甲方现场给定的控制点及降水平面图和相关设计文件，测量放出各井位，并打入木桩，涂上红油漆作标记。

（2）凿井

基坑支护设计文件采用CZ－22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，要求成孔

井径为600mm。井身保持圆正，以确保填砾厚度。井身保持垂直，顶角的倾斜不得超过1度。

在成孔中有大量泥浆，为了保持施工场地的整洁，应先在井点旁挖泥浆沉淀池，待泥浆沉淀一段时间后同土方开一起挖出运走。

（3）吊装井管（滤管）

经现场技术负责人验收合格后，用抽筒清孔，吊装井管。井管之间焊接牢固，安装垂直。若采用旋挖钻机成孔，由于孔径较大，须保证井管居中下入。

（4）填砾

填料规格为5～15mm砾石，填至距地面2m左右采用粘土回填封闭。滤料的实际填入量不应小于理论计算量。

（5）洗井

采用空压机、活塞联合洗井，空压机洗清之后再用活塞洗井；重复以上洗井过程，洗井至井管通畅、水清，达到正常抽水时含砂率小于1/20000的规范要求。

洗井时间的控制：每井活塞洗井原则上不少于两次，每次提拉活塞不少于2小时，空压机洗井原则不少于2个台班，以确保降水质量，但洗井结束时间最终以达到水较清澈为止。

（6）抽水试验：

洗进完毕作好简易抽水试验，以确定该井的产水量。

3 降水过程控制

1) 抽水前应统一测一次各井静止水位。降水井施工完成后，根据工期安排，应提前于土方开挖前1周开始降水，且必须保证抽水的连续性，不得长时间停顿，如有水泵损坏，应及时更换。

2) 抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位；水位达到

设计降水深度后,可每天观测一次水位（水位观测允许误差为±5cm），使降水符合设计

要求。如有异常，应及时向工长及项目负责人汇报，并得到及时处理。

3) 根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及

时提出调整补充措施，确保达到降水深度。

4) 在降水开始的第1个月，应每天定时测量水中的含砂量，并作好记录，含砂量

可采用专用测砂量杯测量，控制值为1/20000，否则须采取相应措施；1月后，含砂量

减少、稳定后，测量间隔可适当延长至3～5天。

5) 抽水设备定期保养，降水期间不得随意停抽。

6) 现场准备水泵2台及适当数量排水管等做备用。更换水泵时，测量井深，掌握

水泵安装的合理深度，防止埋泵。

7) 现场备用一台150kw柴油发电机，当发生停电时，及时切换电源，保持正常降水。

4 抽水设备选择

采用深井潜水泵进行管井降水，拟采用水泵流量25—40T/h，扬程30m。为保持

降水稳定,宜采用动力电源。各水泵井口外排水管线应按要求布置，同时保持两台完好

备用泵，井内水泵损坏后，应即时进行更换、维修。水泵抽水后，降水人员采取两班

制24小时连续值班，确保连续降水。

5 沉砂池的修建

沉砂池根据现场情况设置。沉砂池采用机制砖砌筑，内外面1:2水泥砂浆抹面。沉砂池长约4.5m，宽约2.0m，深度1.5m，沿长度方向分成3个小格，抽出来的水经三级沉淀后排入城市雨水管网中。现场可根据实际拟建区域内市政管网情况进行调整。

6 降水工程的监测与维护要求

1）抽水前应统一测一次各井静止水位；

2）抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位；

3）水位达到设计降深后，可每天观测一次水位，水位观测允许误差为±50mm；

4）绘制水位降深值S与时间t的过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间；

5）根据水位、水量观测记录，查明降水过程中不正常状况及其产生原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水效果；

6）抽水设备定期保养，降水期间不得随意停抽；

7）注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水沟，防止渗漏；

8）更换水泵时，测量井深，掌握水泵安装合理深度，防止埋泵；

9）现场应准备备用柴油发电机，当发生停电时，及时切换电源，保持正常降水。

7 防止砂粒流失对建筑物影响的措施

由于本工程施工降水从基坑开挖至完成主体结构为止，持续时间较长，抽水过程中卵石层中的砂粒流失可致使卵石架空、地面沉陷，从而对已有建筑物和市政道路造成破坏。故我公司将采取如下措施防止砂流失：

1、成井过程中认真记录地质情况，在砂层分布地段宜增设滤水管，同时控制该部分填砾直径，以≤0.5cm为宜；

2、在砂粒含量高的卵石层中，采用0.5～1cm填砾作为滤水层，滤水管丝距采用1.5mm，同时采用细砂窗网布包缠滤水管，以起到防止砂粒流失；

3、在成井过程中，保证足够的洗井时间；

4、抽水必须连续，其中不能间断。

8 降水井施工及技术要求

(1)降水井成井采用泥浆护壁冲击成孔工艺，成孔孔径≥600mm，井管采用内径为300mm的定型钢筋混凝土管，井管应高出地面不少于200mm，地面以下2000mm范围内应用粘土填实，井口2000mm范围内应用厚度100mm的C10混凝土封闭。

(2)井管周围填砾料选用规格5～15mm规格的砾石，宜采用静水填砾法。

(3)洗井采用活塞及压缩空气联合洗井法，单井洗井一不得少于8小时。

(4)降水井施工时应严格按有关规范执行，确保成井质量。

(5)施工中应做好成井记录，必要时可以调整过滤井管位置，避免将过滤管下在粉细砂层内，导致抽水时大量来砂。

(6)正式抽水前应进行含砂率测试，确保出水含砂率≤1/20000。

(7)降水井监测维护期内，应对各降水井和观测孔水位、水量同步监测，在基坑开挖过程中应随时观测基坑侧壁、坑底有无渗水现象，如有应即时查明原因。

(8)降水井施工质量要求

a、滤料、管材、过滤器等产品质量应符合设计要求。

b、降水期间，基槽底任何部位的实际降水深度应大于或等于设计的预计降水深度。

c、管井降水施工质量检验标准应符合下表的要求。

9 安全控制措施

1) 凿井施工时保持孔内泥浆高度，防止垮孔。

2) 排桩施工时应注意避免混凝土堵塞降水井。

3) 注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水沟，防止渗漏。

4) 每口井均应设电源控制箱，做到“一泵一闸一漏”，电缆线使用应符合规定并穿PVC管敷设。