轻型井点降水设计.doc

轻型井点降水设计例题
某厂房设备基础施工，基坑底宽8m，长12m，基坑深4.5m，挖土边坡1:0.5，基坑平、剖面如下图所示。经地质勘探，天然地面以下1m为亚粘土，其下有8m厚细砂层，渗透系数K=8m/d, 细砂层以下为不透水的粘土层。地下水位标高为－1.5m。采用轻型井点法降低地下水位，试进行轻型井点系统设计。

解：
1）井点系统的布置
根据本工程地质情况和平面形状，本基坑面积较大，轻型井点选用环形布置。为使总管接近地下水位，表层土挖去0.5m，则基坑上口平面尺寸为12m×16m，布置环形井点。总管距基坑边缘1m，总管长度
L=[(12+2)+(16+2)]×2=64(m)
水位降低值
S=4.5-1.5+0.5=3.5(m)
采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管）
HA³H1 +h+IL=4.0+0.5+ ×( )=5.2(m)（环状井点I=1/10，L取基坑短边）
采用6m长的井点管，直径50mm，滤管长1.0m。井点管外露地面0.2m，埋入土中5.8m（不包括滤管）大于5.2m，符合埋深要求。
井点管及滤管长6＋1＝7m，滤管底部距不透水层1.70m（9-7-（0.5-0.2）=1.7），基坑长宽比小于5，可按无压非完整井环形井点系统计算。
2)．基坑涌水量计算
按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式（式1—23）进行计算
Q=
先求出H0、K、R、x0值。
H0：有效带深度，按表1－16求出。
S——水位降低值（m）；
R——抽水影响半径（m）；
s’——井点管内水位降落值
l——滤管长度（m）；
表1-16 有效带的深度H0值
S’/(S’+l)
0.2
0.3
0.5
0.8
H0
1.3(S’+l)
1.3(S’+l)
1.7(S’+l)
1.85(S’+l)
s’=6-0.2-1.0=4.8m。根据 查1－16表 ，求得H0：
H0 =1.85（s¢+1）=1.85（4.8+1.0）=10.73（m）
（当查表得到的H0值大于实际含水层厚度H时，则取H0=H ）
由于H0 >H(含水层厚度H=1+8-1.5=7.5m)，取H0=H=7.5（m）
K： 渗透系数，经实测 K=8m/d
R： 抽水影响半径， （m）
x0： 基坑假想半径，x0 = （m）
F——环形井点所包围的面积（m2）。
将以上数值代入式 1—28，得基坑涌水量Q：
Q= =1.366×8× （m3/d）
3）计算井点管数量及间距
单根井点管出水量：
q=65pdl =65×3.14×0.05×1.0× =20.41（m3/d）
井点管数量：
n=1.1 »31（根）
井距：
D= »2.1（m）
式中：L——总管长度（m）；
n——井点管根数（m）。
取井距为1.6m，实际总根数40根（64÷1.6=40)。
4）抽水设备选用 采用W5型泵时，总管长度一般不大于100m；
抽水设备所需的最低真空度为：
式中：h——降水深度（m）；
Δh——水头损失，包括进入滤管的水头损失、管路阻力损失及漏气损失等，可近似地按1.0～1.5m计算。
抽水设备所带动的总管长度为64m。选用W5型干式真空泵。所需的最低真空度为：
hk = 10×(6+1.0) =70(KPa)
所需水泵流量：
水泵的类型，在轻型井点中宜选用单级离心泵（见表）。其型号应根据流量、吸水扬程及总扬程而定。常用离心泵性能
型 号
流 量
总扬程
最大吸水扬程
电动机功率

(m3/h)
(m)
(m)
(kW)
B17
6~14
20.3~14
6.6~6.0
1.7
2B19
11~15
21~16
8.0~6.0
2.8
2B31
10~30
34.5~24
8.7~5.7
4.5
3B19
32.4~52.2
21.5~15.6
6.5~5.0
4.5
3B33
30~55
35.5~28.8
7.0~3.0
7.0
4B20
65~110
22.6~17.1
5
10.0
注：2B19表示进水口直径为2英寸，总扬程为19m(最佳工作时)的单级离心泵。
水泵的流量（m3/h），应比基坑涌水量增大10～20%，因为最初的涌水量较稳定的涌水量大。如采用多套抽水设备共同工作时，则涌水量要除以套数。
水泵的吸水扬程，要克服水气分离器上的真空吸力，也就是要大于或等于降水深度加各项水头损失。因此，必须选择吸水扬程较大的水泵，以免水泵排不出水。
水泵的总扬程，应满足吸水扬程与出水扬程之和。出水扬程系包括实际出水高度及出水水头损失。在轻型井点中，出水水头损失可按实际出水高度的15～25%估算。多级井点系统中第二级井点以下的水泵，应选用总扬程较大者，以免需要中途接力。
水泵所需要的流量： Q1 =1.1Q=1.1×570.6=628（m3/d）=26（m3/h）（增大10～20%）
所需水泵的吸水扬程：
Hs ³6+1.0=7(m)
根据Q1、Hs查1－17得知可选用2B31型离心泵。