不同支护方式下井点降水设计计算

不同支护方式下井点降水设计计算

薛睿琦代一吴远存李靖杨丽军

中国建筑土木建设有限公司北京100070

摘要：对于不同开挖深度的基槽，结合不同的基坑支护方式，分别进行降水井的布置，并进行相应的降水设计计算，以确保基坑支护的稳定与基槽开挖面的无水环境，保证作业面的安全施工。

关键词：不同深度；井点降水；对应；基坑支护

1、工程地质情况

依据勘察单位提供的《工程地质勘察报告》，选取一个区段进行设计计算，该地区的工程地质情况如下：

1层：素填土，层厚为0.7m；2层：粉土，层厚3.1米，渗透系数为0.2m/d；3层：粉细砂，层厚7.5米，渗透系数为1m/d；4层：粉土，层厚2.5米，渗透系数为0.2m/d；5层：粉细砂，层厚0.5米，渗透系数为1m/d；6层：粉土，层厚5.7米，渗透系数为0.2m/d。

2、基槽开挖及支护方式选择

本工程为市政道路工程，道路左幅下设雨污水排水管道，道路右幅下设排水雨水方涵与污水主管道，其中需要开挖的为左幅雨污水管道，拟建地区最大开挖深度为3.43米，由于开挖深度较浅，考虑到降水作用，工作面达到干槽的情况，故左幅雨污水管道采用放坡开挖的方式；右幅雨水方涵，拟建地区最小开挖深度为5.12米，最大开挖深度为6.07米，针对拟建场地为富水地区，考虑两种支护方式，在基坑深度较浅，且降水情况良好的地区，采用工字钢支护方式，在基坑深度较深的地区，采用拉森钢板桩加围檩横撑的方式；

3、降水设计计算

对应不同的基槽支护方式，分别对降水井进行设计计算。

3.1左幅雨污水管道采用放坡方式开挖，二者中心间距为8.81m，沟槽开挖宽度分别为7.14m、6.38m，中间为2.05m不开挖段，故考虑布置一排降水井，布置在雨污水沟槽中部不开挖段。

3.1.1计算参数

线性布置的降水井，以50米一个断面考虑，基坑深度为3.43m，基坑宽度为15.21m，含水层厚度为H=20m，地下水位在地面以下0.7米处，丰水期上浮0.5m，枯水期下浮0.5m，基坑的假想半径

拟建地区渗透系数

3.1.2井管点的埋置深度

3.1.3有效含水层厚度

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，其降水井的含水层厚度H需换为有效深度H0，

故降水井有效深度公式为：

3.1.4抽水影响半径

3.1.5基坑总涌水量

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，井点系统井群涌水量为：

3.1.6单井出水量

3.1.7井点布置

由于拟建工程为线性工程，井管点布置考虑间距，故每20m布置一口降水井，降水井位置布置在雨污水沟槽中心不开挖段。

3.1.8校核水位降低值

实际可降低水位满足需要降低水位要求，故布置可行。

3.2对于开挖深度较浅、采用工字钢支护方式的雨水方涵，考虑到工字钢的不闭水性，以及减少土方开挖对降水井的影响，便于降水井的日常维护，保证降水井大部分时间的正常运行，故将降水井布置在基坑两侧，并采用梅花型布置方式。

3.2.1计算参数

由于拟建场地为线性基坑，故取50米一个标准段进行设计计算，综合考虑降水井的影响范围与降水井的日常维护，将降水井布置在基坑边缘1米处，基坑宽度为13.1米，基坑开挖深度为5.12米，采用机械开挖方式开挖，含水层厚度为H=20m，地下水位在地面以下0.7米处，丰水期上浮0.5m，枯水期下浮0.5m，基坑的假想半径

拟建地区渗透系数

3.2.2井管点的埋置深度

3.2.3有效含水层深度

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，其降水井的含水层厚度H需换为有效深度H0，

故降水井有效深度公式为：

3.2.4抽水影响半径

3.2.5基坑总涌水量

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，井点系统井群涌水量为：

3.2.6单井出水量

3.2.7井点布置

；

由于拟建工程为线性工程，井管点布置考虑间距，故每20m布置一口降水井，降水井位置布置在基坑边缘1米处，采用梅花型布置。

3.2.8校核水位降低值

实际可降低水位

满足需要降低水位要求，故重新可行。

3.3对于开挖深度较深、采用拉森钢板桩结合横撑支护方式的雨水方涵，考虑到拉伸钢板桩的闭水性，其咬合的拉森钢板桩会人为的降低土体的渗透系数，故将降水井布置在基坑中部，单排布置。

3.3.1计算参数

线性布置的降水井，以50米一个断面考虑，基坑深度为6.07m，基坑宽度为13m，含水层厚度为H=20m，地下水位在地面以下0.7米处，丰水期上浮0.5m，枯水期下浮0.5m，基坑的假想半径

拟建地区渗透系数

3.3.2井管点的埋置深度

3.3.3有效含水层厚度

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，其降水井的含水层厚度H需换为有效深度H0，

故降水井有效深度公式为：

3.3.4抽水影响半径

3.3.5基坑总涌水量

根据拟建场地的地质情况，确定拟建场地降水井为无压非完整井，井点系统井群涌水量为：

3.3.6单井出水量

3.3.7井点布置

由于拟建工程为线性工程，井管点布置考虑间距，故每20m布置一口降水井，降水井位置布置在基坑中部。

3.1.8校核水位降低值

实际可降低水位满足需要降低水位要求，故布置可行。

考虑到实际降低水位较深，故将降水井间距适当性的扩大为22m，再次进行校核：

实际可降低水位满足需要降低水位要求，故布置可行。

4、结语

拟建场地在实际开挖过程中，三种不同支护方式下，基坑开挖后的工作面均保持干槽，实际降水深度在基坑以下0.5米范围内。

在实际设计施工中，基坑支护对于原有地下水的渗透性有一定的影响。不同的支护方式下，降水井的布置方式也不尽相同。不同布置方式下，所需降水的基坑面积大小不同，总涌水量有一定的差异，其降水井的间距就相应的改变。综合考虑地质情况与基坑支护方式，合理的选择降水井的布置方式，才能满足现场施工要求的简易性、操作性与节约性。

参考文献：

[1]江正荣编著.《建筑施工计算手册（第二版）》[k].北京.中国建筑出版社.2007年7月.

[2]某工程《工程地质勘察报告》[z].太原.太原市市政设计研究院.2018年5月.