确定基坑排水井布置方案的水位迭加法》.pdf

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1、确定基坑排水井布置方案的水位迭加法张焕智在分布第四系砂层孔隙水地区修建水工建筑物时，如果基坑排水措施不当，容易发生基坑充(涌)水，不仅影响施工进行，而且在动水压力下还会导致天然地基遭受破坏(如承压水区基坑发生突涌，潜水区基坑发生流土、涌砂等)以至造成重大经济损失。因此，需要进行基坑排水。采用管井进行基坑排水时，排水井布置的是否合理，主要从两个方面考虑。其一，必须保证基坑内的水位降深大于施工及不致造成地基破坏所要求的最小降深；其二，各井(孔)内的水位降深必须小于该井所允许的最大降深，以保证各井都能处于最佳工作

2、状态。因此，在勘察工作中要进行单孔及多孔抽水试验，为进行分析计算确定经济合理的排水井布置方案提供依据。为确定排水井布置方案，通常采用“大井法”进行分析计算，该方法计算过程繁琐，而且简化后的条件与基坑实际开挖条件往往相差较大，因此实际进行排水时容易造成较大误差。依据“水位迭加原理”推导的干扰井群计算公式进行排水井布置的分析计算，适合井(孔)布置的灵活性，并可以直接对基坑范围内的排水效果进行检验计算，实际工作中，只要选用的计算公式及水文地质参数符合实际水文地质条件，确定的井(孔)布置方案是较经济合理的；但在求解

3、线性方程组时，由于计算工作量较大，因而限制了该方法的使用。1一计算公式简述在同一含水层中有几个井同时抽水，如果井间距离小于影响半径，则必然要产生干扰。井间的干扰作用使水位降深增大，根据“水位迭加原理”，可以建立多井抽水时水位降深的计算公式。这里，仅把在均质含水层中进行基坑井点排水计算时常用到的干扰井群计算公式简述如下。㈠承压完整井群计算公式n1RiS′i=∑Q′ilg…(1).273KMi,j=1rij将上式展开，有如下联立方程组⎡1⎡R1R2Rn⎤⎢S′1=⎢Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlg⎥.27

4、3KM⎣r11r12r1n⎦⎢⎢1⎡R1R2Rn⎤S′2=Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlg⎢.273KM⎢⎣r21r22r2n⎥⎦⎢LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL⎢1⎡R1R2Rn⎤⎢S′n=Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlg⎢⎥⎢⎣.273KM⎣rn1rn2rnn⎦式中：S'i--i井干扰水位降深(m)3Q'i--i井干扰出水量(m/d)K--含水层渗透系数(m/d)M--含水层厚度(m)R'i--i井影响半径(m)rij--i井至j井距离，i=j时为该井半径r0(m)n--布井数㈡

5、潜水完整井群计算公式n1Ri2(H−S′i)S′i=∑Q′ilg…(2).1366Ki,j=1rij式中，H为从含水层底板算起的含水层厚度，其它各项同前。2㈢承压非完整井群计算公式⎡R1R2Rn.273KMS′1=Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlg⎢−Cmr11er12r1n⎢R1R2Rn⎢.273KMS′2=Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlgr−Cmr…(3)⎢21r22e2n⎢LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL⎢R1R2Rn.273KMS′n=Q′1lg+Q′2lg+L+Q′nlg⎢rr

6、−Cm⎣n1n2rnneM−li4MM式中：Cm=lg−Alirii2li−CmM−3.1liMMlg(riie)=lgrii−.0434(−)1lg4M+.0217A3.2lililiΓ.0(875C)Γ.0(125C)liA=f(C)=lgC=Γ1(−.0875C)Γ1(−.0125C)M其中，li为i井过滤器长度，M为含水层厚度，Γ(C)为伽马函数。㈣潜水非完整井群计算公式在厚度较大的潜水含水层地区，一般不需揭穿整个含水层，因此单井抽水时可采用下式计算水位降深(非淹没过滤器)：QRS=lg.273KH

7、1r0式中H1为至井过滤器底部的含水层厚度。按照水位迭加原理，其干扰井群计算公式为n1RiS′i=∑Q′ilg…(4).273KH1i,j=1rij以上公式，都是干扰井群计算的一般形式，还可以根据一定条件简化进行近似计算。如把沿某一轮廓线布置的井群当成一个“大井”，流量就可以按裘布衣公式计算，即.273KMS承压井群Q总=…(5)lgR−lgr.1366K2(H−S)S潜水井群Q总=…(6)lgR−lgr3式中，r为“大井”引用半径，当沿圆周轮廓布井时，它就是圆的半径；如按其它形状布井，可按下式计算：Fr=

8、=.0565F…(7)πF是布井轮廓范围的面积。依据(1)～(4)式，可以按给定的各井水位降深计算干扰出水量；反之可按一定的配水方案，计算各井的干扰降深以及在井群影响范围内任一点的水位降深值(该点可视为虚井，出水量为零)。在进行基坑井点排水计算时，首先采用“大井法”确定排水井群的最初布井数，然后进行排水井群的水位迭加法计算，可以减少计算时调整布井方案的试算次数。二计算实例黑龙江省西部乌双下游泄洪治理工程拟建连环湖