[山东]桥墩基坑井点降水设计计算书.doc

xx黄河公路大桥SJH-02合同段
18＃墩基坑井点降水设计计算说明书
一、 设计计算说明
1、 参数选择根据：
xx黄河公路大桥SJH-02合同段两阶段施工图设计
2、 规范依据:
《水力学及桥涵水文》
公路施工手册《桥涵》上册
二、 设计计算参数
墩台号
里程桩号
实际原地面标高(m)
设计承台底标高(m)
承台开挖深度(m)
水位标高(m)
无水深度(m)
有水深度(m)
土质
层厚(m)
地质状况描述
15#
K200+825
53.115
48.549
4.566
50.8
2.315
2.251
亚砂土
8.20
地表至承台底均为亚砂土层
16#
K200+945
53.286
48.519
4.767
50.8
2.486
2.281
亚粘土
6.60
地表至承台底均为亚粘土层
17#
K201+065
52.995
49
3.995
50.016
2.979
1.016
亚砂土层
6.90
地表至承台底均为亚砂土层
18#
K201+185
53.087
48.594
4.493
50.556
2.531
1.962
细砂层
4.50
地表至承台底均为细砂层
19#
K201+305
53.005
49.082
3.923
50.541
2.464
1.459
亚砂土
9.70
地表至承台底均为亚砂土层
20#
K201+425
53.625
49.062
4.563
49.785
3.840
0.723
亚粘土
3.325
地表为亚粘土层
亚砂土层
1.238
50.3至承台底为亚砂土层
21#
K201+545
53.318
49.042
4.276
49.895
3.423
0.853
亚粘土
3.918
地表至49.4为亚粘土层
亚砂土层
0.358
49.4至承台底为为亚砂土层
22#
K201+615
53.493
49.161
4.332
49.655
3.838
0.494
亚粘土
3.993
地表为亚粘土层，
亚砂土层
0.339
49.5至承台底为亚砂土层
由上表可知18＃墩处承台开挖深度及需降低地下水位均较大，故考虑该墩井点降水方案，其余墩台也可参照此设计。

xx黄河公路大桥SJH-02合同段
18＃墩基坑井点降水设计计算书
一、井点降水类型选择
由于降水深度小于3.5m，采用轻型井点降水法。
二、井点降水系统布置形式
1、井点线型平面布置
采用单排井点管布置。（如图1）基坑平面为
图1 井点管平面布置图
2、基坑图形面积计算
基坑平面图形有多种，矩形、圆形、多边形等。而基坑涌水量计算需要有基坑计算半径r0，为此要把降水系统平面图形转换成一个等值圆。下表为不同类型基坑的计算公式。

表1 基坑计算半径计算

表2 η值
将基坑长宽a＝33.24m，b＝17.2m，带入得η＝1.151
r0＝1.151×＝14.514m
3、高程布置
确定井点的埋设深度计算公式：
L＝h＋H＋ir0＋0.5
式中：L：井点管总长度 m
h：露出地面高度 m
H：地面至基底高度 m
i：水利坡度
r0：基坑计算半径 m
井点露出地面高度取0.3m，i取0.1

L＝h＋H＋ir0＋0.5
＝0.3＋4.493＋0.1×14.514＋0.5
＝6.744m
三、基坑总涌水量计算
井点降水基坑总涌水量的计算，主要根据裘布依公式进行演算的，由于基坑底部未到不透水层顶，按潜水非完整井计算。
1、计算图示

图2 基坑涌水量计算图示
2、涌水量计算
不完整井的计算，采用福尔赫格迈尔的经验公式，按完整井公式计算，考虑一个校正系数β
即Q’＝ βQ
Q’ ：不完整井涌水量（m3/d）
Q ：完整井涌水量（m3/d）
β ：校正系数
β＝×
L：过滤器长度 m，一般取1m
ha：有效带的深度 m
代入即Q’＝1.366K××
其中：K：渗透系数，查表可得

S：基坑内水位降低值
H：含水层厚度
R＝计算影响半径
R0＝
r0＝基坑计算半径。前已计算
将已知数据代入公式可得：
K＝5m/d，S＝2.5m，Hs＝S＋L＝2.5＋1＝3.5m，
S＝0.7 Hs时，查表H0＝1.75 Hs＝6.125m
R0＝＝2×2.5×＝39.13m
R＝＝39.13＋14.514＝53.644m
β＝×＝×＝0.696
则Q’＝1.366K××
＝1.366×5××0.696
＝204.1 m3/d
四、井点单井抽水量确定
采用宝钢地区经验公式:
q=απDHs×KI
α：有效利用系数，一般取0.4～0.6，本处取0.4
D：砂井的直径
Hs：井点管埋设在地下水位以下深度
K：渗透系数
I：水力坡度
代入数据得：
q＝0.4×3.142×0.5×2×5×1
＝3.77m3

五、井点间距确定
根据以上求出的基坑总涌水量和单井抽水量可求出需要井点数量N
N＝＝＝54根
一般应增加10％，即54×1.1＝60根
井点间距a
a＝＝＝1.4m
六、井点管路系统设计
1、井点管设计
1.1、井点管直径
目前国内轻型井点采用井点管直径为φ38mm和φ50mm两种，本设计采用φ50mm普通焊管。
1.2、井点过滤器的设计
1.2.1、过滤器选择
过滤器类型基本上为三种，圆孔式、缝隙式、钢筋骨架式。（见下图）

图3 过滤器
采用圆孔式。孔隙率采用15～25％
1.2.2、滤网选择
滤网孔眼与土的颗粒组成有密切关系，其关系式：
Dc<2D50
D50：土颗粒大小，以土层中小于此粒径的土含量50％计算
本设计土层为细砂层，粒径0.05～0.005mm，
代入Dc＝2×0.05＝0.1mm

2、总管及连接管设计
2.1、总管直径计算
D＝2β
V：允许流速0.5～2（m/s）
Q：总管抽水量（m3/h）
β：沉淀系数1.2～1.5
考虑通用性，采用φ150mm钢管。
2.2、总管构造
总管与井点管连接，事先在总管上焊接连接短管。构造图如下：

图4 总管
2.3、连接管
采用胶管连接，见下图：

图5 连接管