确定基坑排水井布置方案的疏干水位降深累加法

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1、确定基坑排水井布置方案的疏干水位降深累加法张焕智[提要]本文提出了在土基上确定基坑排水井布置的疏干水位降深累加法，不涉及难以确定的水文地质参数，而且更接近实际，简便易行。[关键词]基坑排水井排水量疏干水位降深多孔抽水经验方程在土基的地下水位以下修建较大建筑物时，由于动水压力的作用，基坑容易发生突涌（承压水）或流砂（潜水），一般需在基坑周边布置排水井进行排水。在确定排水井方案时，选用的公式难以完全符合实际水文地质条件，根据试验结果计算的水文地质参数，通过干扰井群的计算分析，确定的排水井布置方案与实际施工排水结果相差较大。故本文提出了一种疏干水位降深累加法。一、基本原理疏干水位降深累加法就是

2、依据野外实际多孔抽水试验数据，建立相应的经验方程后，进而计算不同布井条件下基坑内可能产生的疏干总水位降深，最后分析确定排水井布置方案及排水量。如图1，任一井的出水量Qi单独抽水时，对A点产生疏干水位降深ti′,其疏干效率为q0i。当井群同时抽水时，对A点产生的疏干总水位降深等于各井对该点产生的疏干水位降深之累加。nt′=∑t′（1）ii=1在一定的水文地质条件下，对于同一口井无论群井还是单井抽水时，对距抽水井一定距离处产生的疏干水位降深ti′，主要随抽水井出水量的不同而变化，但疏干效率q0i基本上为常数。据抽水井远，则ti′小，q0i大，排水效果差。井群抽水时，其总排水量可写为：1图1井

3、群示意图nnQ总=∑∑Qi=q0i•ti′（2）i==11i另外，根据基坑开挖要求，欲使基坑内某点疏干总水位降深达t′时，总排水量也可写为nQ总=∑Qi=q0•t′（3）i=1式中，q为各井对该点疏干效率q0i的加权平均值。q0i与ti′均可根据多孔o抽水试验资料确定。多孔抽水试验表明，抽水井以一定流量抽水时，观测孔水位降深与其至抽水井距离一般呈对数关系；并且随抽水井出水量（Q）及距离（d）的不同而变化。经分析，其多元关系式如下：t′=A+BlgQ+C（1+lgQ）lgd（4）依据多孔抽水试验数据（具备3个以上观测孔、3次以上降深），通过多元相关分析，就可确定（4）式。用以预测不同设计排

4、水量时，在距排水井不同距离处可能产生的疏干水位降深。二、计算实例太和防洪闸位于嫩江漫滩后缘，土体岩性主要为细砂，地面高程134.00m，潜水水位高程约133.50m(勘探期间)，初步拟建闸室与消力池基地高程131m～132m，基坑主要开挖范围在40m×80m的矩形轮廓内。由于细砂层渗透性能良好，在地下水位以下容易产生流砂；因此，开挖基坑时需2布置排水井进行排水。为了确定合适的排水井布置方案，采用疏干水位降深累加法进行排水效果的分析，计算过程如下：1.确定t′=f（Q,d）经验方程该闸地区进行过多孔抽水，试验数据列于表1。表1多孔抽水试验数据表抽水孔（TC1）观测孔水位降t′(m)降深出水

5、量QTG1TG2TG3S(m)l/sm3/d1.031.04690.370.080.0550.0452.652.633227.490.140.0850.063.233.148271.990.200.110.08观测孔至抽水孔距离d(m)20.1939.0669.45按式（4），x1=lgQ、x2=（1+lgQ）·lgd，则可划为二元线性方程的形式t′=b0+b1x1+b2x2结联立方程⎡L11b1+L12b2=L1y⎢Lb+Lb=L⎣2112222yLL−LLL−L•b112y211y1y122得b=；b=21LL−LLL1122211211常数项b=t′−bx−bx01122依据表1试

6、验数据，进行二元回归计算，列于表2。表2二元回归计算表n123456789平均值tA′(m)0.080.0550.0450.140.0850.060.200.110.080.0953Q（m/d）90.37227.49271.99lgQ1.95602.35702.43462.2492d(m)20.1939.0669.4520.1939.0669.4520.1939.0669.45(1+lgQ)lgd3.85804.70525.44404.38135.34346.18254.48265.46706.32575.132222L11=Σ（x1i-x）=0.3960，L22=Σ（x2i-x）=0.

7、5.5724，12其他L12=L21=Σ（x1i-x）（x2i-x）=0.6254，L1y=Σ（x1i-x）（yi-y）=0.0503，121L2y=Σ（x2i-x）（yi-y）=-0.1332，Lyy=Σ（yi-y）=0.0191。23则有：C=b2=-0.0464，B=b1=0.2003，A=b0=-0.1174，回归方程为t′=-0.1174+0.2003lgQ–0.0464（1+lgQ）·lgd（5）经回归显著性检验计算，F