井点降水计算例题
井点降水计算
本次顶管工程分为两段(1) 西下丘泵站及进水管道工程，其中D1000砼管顶管，全长800米，管道埋深6米左右;设工作井4座，接收井 5 座。
(2) 邮塘庙泵站工程,其所处土层均为亚砂土夹粉砂。
1 、工程概括本次顶管工程分为两段(1) 西下丘泵站及进水管道工程，其中D1000砼管顶管，全长800米，管道埋深6米左右;设工作井4座，接收井 5 座。
(2) 邮塘庙泵站工程,其所处土层均为亚砂土夹粉砂。
地下水丰富具承压性，易形成流沙。
工作井、接收井施工过程中，采取井点降水，以降低地下水位。
因管道处于流砂层位置,所以顶管施工采用土压平衡施工工艺。
其中顶管工作井为钢板井沉井，接收井为钢板桩井(坑)。
2、沉井施工顶管工作井下部4米深为钢板井沉井，尺寸为5.5m x 3.0m(长＞宽)上部采用砖砌护壁墙体。
2.1 施工工艺流程2.2 沉井主要施工方法2.2.1 基坑开挖为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。
根据设计要求，考虑沉井整体的安全性，基坑开挖深度暂设定为 2.0米〜2.5米。
基坑的开挖范围比沉井外壁尺寸大 1.6米左右，边坡取值1:0.67,在基坑四周挖设排水沟，在对角基坑四周设置集水坑并配备水泵，以便及时排除坑内积水和周围来水。
2.2.1.1 开挖施工方法1）分段开挖，合理确定开挖顺序和分层开挖深度，当接近地下水时，先开挖最低处土方，以便在最低处排水，并在基坑内设置一临时集水坑，配泵排水；2）开挖人员每3X1米2范围布置一个，在开挖过程中应注意保证开挖面完整；3）每阶段不得超挖，基坑底遇有不易清除的大块石，则将其凿除；4）开挖遇有不明构筑物或古迹，应严加保护，并及时与业主和有关单位联系，共同处理。
2.2.1.2 开挖施工注意事项1）开工之前，考虑有效地排除施工场地雨水地方案；2）作好临时防雨设施地储备；3）排水用泵地工作状态良好，排水系统畅通；4）检查加固临时电路，电线距地面高度在3 米以上；5 ）开挖土应尽快运出场外，除特殊情况外，一般不在基坑边堆放弃土；2.3 井点降水根据本工程实际地质情况，在河道附近采用井点法降低地下水位。
第七节降水习题
1基坑降水方法有哪些？其适用范围如何？2、某基础底部尺寸为30X50.m，埋深为-5.000m，基坑底部尺寸比基础每边放宽1m，地面标高为±0.000，地下水位为-1.000m。
已知-1.000m以上为粉质粘土；-1.000m到-10.000m为粉土、粉土的渗透系数为5m/d，-10.000m以下为黏土。
该基坑开挖采用四边放坡，坡度系数为0.5，并设轻型井点系统。
试设计该轻型井点，并绘制平面布置与高程布置图。
A）要求计算确定该井点系统的高程和平面布置。
B）绘制高程及平面布置图，必须注明平面尺寸与标高。
绘制比例尺见下图。
是否需要提示？提示：3、试述轻型井点的安装方法及施工要求。
是非题：对错1、动水压力G D的大小与水力坡度i成正比，与地下水渗流路程L成反比。
2、当动水压力G D大于土的浮重度γw'时，土粒便会产生流砂现象。
3、井点平面环形布置运用于大面积基坑降水。
如采用U形布置，则井点不封闭的一段应设在基坑的任一短边位置。
4、集水井的开挖随基坑逐层开挖，并保持低于挖土面1.0~2.0m.5、土的渗透系数小于0.1m/d时，应选择喷射轻型井点降水。
6、计算环状井点管的埋深公式h≥h1+△h+iL中，L为取短边总管长度的二分之一。
7、群井系统涌水量计算公式中的x0为环状井点系统的假想半径，其适用条件为总管的长边与短边之比不大于3。
8、井点打设并填砂后，须用粘土封口，其目的是防止井点系统漏气。
9、井点管路系统是由滤管、井点管、弯联管、总管等组成。
10、埋设井点的程序为：埋设井点管、排放总管、用弯联管接井点管与总管。
选择题：1、采用井点降低地下水，其目的是（）A、防止流砂；C、防止坑底管涌；B、防止边坡塌方；D、增加地基承载能力。
2、当动水压力G D ≥γ w ' ，且在下述性质的土体采用集水井降水时开挖土方，往往会发生流砂现象。
（）A、粘性土；C、细颗粒、松散、饱和的非粘性土；B、砾石土；D、含有夹砂层的粘性土。
井点降水计算
本次顶管工程分为两段(1)西下丘泵站及进水管道工程,其中D1000砼管顶管，全长800米，管道埋深6米左右;设工作井4座，接收井5座。
(2)邮塘庙泵站工程,其所处土层均为亚砂土夹粉砂。
1、工程概括本次顶管工程分为两段(1)西下丘泵站及进水管道工程,其中D1000砼管顶管，全长800米，管道埋深6米左右;设工作井4座，接收井5座。
(2)邮塘庙泵站工程,其所处土层均为亚砂土夹粉砂。
地下水丰富具承压性，易形成流沙。
工作井、接收井施工过程中，采取井点降水，以降低地下水位。
因管道处于流砂层位置,所以顶管施工采用土压平衡施工工艺。
其中顶管工作井为钢板井沉井，接收井为钢板桩井（坑）。
2、沉井施工顶管工作井下部4米深为钢板井沉井，尺寸为5.5m×3.0m（长×宽）上部采用砖砌护壁墙体。
2.1施工工艺流程2.2沉井主要施工方法2.2.1基坑开挖为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。
根据设计要求，考虑沉井整体的安全性，基坑开挖深度暂设定为2.0米～2.5米。
基坑的开挖范围比沉井外壁尺寸大1.6米左右，边坡取值1:0.67,在基坑四周挖设排水沟，在对角基坑四周设置集水坑并配备水泵，以便及时排除坑内积水和周围来水。
2.2.1.1开挖施工方法1）分段开挖，合理确定开挖顺序和分层开挖深度，当接近地下水时，先开挖最低处土方，以便在最低处排水，并在基坑内设置一临时集水坑，配泵排水；2）开挖人员每3×1米2范围布置一个，在开挖过程中应注意保证开挖面完整；3）每阶段不得超挖，基坑底遇有不易清除的大块石，则将其凿除；4）开挖遇有不明构筑物或古迹，应严加保护，并及时与业主和有关单位联系，共同处理。
2.2.1.2开挖施工注意事项1）开工之前，考虑有效地排除施工场地雨水地方案；2）作好临时防雨设施地储备；3）排水用泵地工作状态良好，排水系统畅通；4）检查加固临时电路，电线距地面高度在3米以上；5）开挖土应尽快运出场外，除特殊情况外，一般不在基坑边堆放弃土；2.3井点降水根据本工程实际地质情况，在河道附近采用井点法降低地下水位。
土木工程施工土方工程、井点降水例题
现场布置图
工地现有井点设备：滤管直径50，长度1.20m；井点
管直径50，长度6.0m；总管直径100，每段长度 4.0m，（0.8m有一接口）；真空泵机组，每套配备
二台3BA—9离心泵（水泵流量30/h）.
试求：（１）轻型井点的平面布置与高程布置。 （２）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与 间距、水泵流量）。
（－）
V2 2
()
202 (2 0.16 0.89 2 0.59 0.19) 1.67 6
（＋）
2 (32 89 118 19) 1.67 148.34m 3 3
将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方 工程量总计： 挖方：496.13 m3 填方：504.89 m3 挖方、填方基本平衡。
基坑涌水量Ｑ：
(2 7.5 3.7) 3.7 953.5 （m3/ｄ） Ｑ＝1.366×４× lg 39.52 lg 22.76
３）井点管数量与间距计算
单根井点管出水量q： q=65× ×0.05×1.0×
3
4 =16.2（m3/ｄ）
953.5 n= 1.1 65 (根) 16.2
H9＝H0－30×0.3％－20×0.3％＝43.18－0.09－0.06＝43.03（m）
H10＝H9＋20×0.3％＝43.03+0.06＝43.09（m） H11＝H10＋20×0.3％＝43.09+0.06＝43.15（m） H12＝H11＋20×0.3％＝43.15+0.06＝43.21（m）
=174.7（m） 井点管长度选用6.0m，直径50mm，滤管长度1.2m， 井点管露出地面0.2m，基坑中心要求的降水深度S为 S=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7（m） 井点管所需的埋置深度 H=5.20-0.30+0.50+26.9÷2×(1/10) =6.745﹥6-0.2=5.8（m）
井点降水相关计算
井点降水相关计算1、井点管的埋设深度H ≥H1＋h ＋iL ＋l式中 H ——井点管的埋设深度(m)H1——井点埋设面至基坑底面距离(m) 取3.0mh —— 基坑中央最深挖掘面至降水曲线点的安全距离(m)取1.0m L —— 井点管中心至基坑中心的短边距离(m) 取27 i —— 降水曲线坡度 取1/10 l —— 滤管长度(m)取1.2H ≥3.0＋1.0＋27×1/10＋1.2=7.9m 取8m2、涌水量计算Q=1.366KH11.5m-7.5-7.5无压完整井涌水量计算简图井点管埋设深度-5.0-5.0Q ——井点系统总涌水量（m 3/d ） K ——渗透系数（m/d ）取150 H ——含水层厚度（m ）计算暂取11m(2H-S)S LgR-LgX OR ——抽水影响半径（m ）计算取91S ——水位降低值（m ）取1.2，地下水位取6.8m X O ——基坑设想半径（m ） 计算取24 本工程以无压非完整井计算Q=1.366×150=8818m 3/d3、计算井点管数量和间距 单井出水量q=65πd l × 3 K=65×3.14×0.05×1.2×3 150=65 m 3/d 需井点管数量: n=1.1Q/q=149根基坑四角处及机械入口处井点管应加密,则采用的井点管数量为149+32=181根井点管间距平均为D=2×86/(181-1)=0.96m, 取1.0m ，机械入口处井点管即泵1泵6的井点管间距为0.8m 。
布置时,为使机械挖土有开行路线,宜布置成端部开口(即留6根井点管距离),因此实际需要井点管数量为: n=2×66/1+40/0.8 -5=177根 4、校核水位降低数值:h= 102 -8818/(1.366×150)× (Lg 91- Lg 24) =8.7m实际降低水位S=10-8.7=1.3m此值与需要降低水位数值1.2m 相符，故布置可行。
井点降水计算实例
轻型井点降水计算本工程基坑北侧和西侧临近河道，降水方案的选择显得至关重要，采用轻型井点降水，由于基坑局部最深处达到7.7m ，降水深度需6.5米，计算过程如下：1、基本参数选取：根据地质勘探报告基底土质为粉质砂土 (含水层厚一般在8～15m)，渗透系数K=4m/d ；基坑平面尺寸为：99×68.5m ；采用轻型井点降水，基坑等效半径r 0为：m A r 5.46995.680=⨯==ππ式中字母含义为： r0：基坑等效半径； A:基坑面积；基坑三面有河道，基坑中心至河边距离为70米和50米，含水层有效深度：m l H l S S 8.14885.1)S'85.1 85.02.18.68.6''0=⨯=+=+=+（＝ 降水影响半径R 为：m K H S R 10048.145.6220=⨯⨯⨯==2、基坑总涌水量计算：()dmg b b b b r b b S S H kQ 32121021390412020214.3cos 5.4614.31202L 5.65.68.1424366.1])()(2cos )(2lg[)2(366.1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=+-+-=ππ式中字母含义为：S’：抽水深度；S ’+ L:井点管有效深度；H 0：含水层有效深度；H 含水土层厚度；b1、b2为基坑中心至河边的距离取51m 、72，其余字母含义同上。
3、、确定井管数量： 单根管极限涌水量：d m K dlS q /3.11.7052.1038.014.3657.06533=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=π井点降水管根数：根3911139041.11.1=⨯==q Q n 井点降水管间距：）（取m m n B L D .2125.1391)69160(2)64.8352(2)(2=++⨯+++⨯=+⨯=计划井点降水管数量：（根）4972.1)69160(2)64.8352(2=++⨯+++⨯实际单根降水管涌水量:d m n Q q 385.74973904===（小于设计11m3/d ，满足要求）根据以上的施工计算及施工经验确定采用二级环向封闭式井点降水，两排管呈梅花状布置，第一级降水管布置在土方边坡中间台阶处设置间距为1.2米，第二级基坑底部降水管布置于基础向外1.0米设置间距为1.2米，基坑中心加深部位、积水坑等低洼处另外再布置暗降水管，各井点降水机组抽出的水直接排入邻近河道内。
井点降水作业答案
P52，7、解：（1）井点系统布置,验算井管埋置深度。
1）平面布置基坑宽度、长度均大于6m ，属大面积基坑，故采用环形布置。
基坑底面积30×50（m 2），放坡后，上口（+0.00m ）处，面积33×53（m 2）。
井点管距基坑边缘1m ，∴井点管所围面积为：35×55（m 2）。
2）高程布置：在＋0.00m 标高处布置井点系统，取井点外露0.2m ，则井点管埋入土中5.8m 。
∵要求埋深H ＝H 1＋Δh ＋iL ＝[0－（-3）]＋0.5＋0.1×（35/2）＝5.25m ＜实际埋深5.8m ，(或：Δh ＝H －H 1－iL ＝5.8－[0－(-3)]－0.1×（35/2）＝1.05m>1m ，)∴高程布置符合要求。
（2）判断井点类型，计算有效抽水影响深度H 0。
∵滤管底标高为-6.8m ＞不透水层标高-9m ， ∴该水井为无压非完整井。
滤管处降水深度S ＝5.8-1.5=4.3m ，l=1m ，S/（S ＋l ）＝4.3/（4.3＋1）＝0.8， 查表得：H 0＝1.84×（4.3＋1.0）＝9.8（m ），实际含水层厚度H ＝-1.5－（－9.0）＝7.5(m), ∵H 0＞H ∴取H 0＝7.5(m)，按无压完整井计算涌水量。
（3）总涌水量计算基坑假想半径：024.3()x m ===抽水影响半径： 1.95 1.95 4.3126()R m ==⨯={ 基坑中心降水深度S=（-1.5）-（-3）+1.05=2.55m, 或S ＝4.3－0.1×（35/2）＝2.55（m ）} 总涌水量300(2H S)S (27.5 4.3) 4.3Q 1.366K 1.366302383(m /d)lg(R x )lg x lg(12624.3)lg 24.3-⨯-⨯==⨯⨯=+-+- 300(2H S)S (27.5 2.55) 2.55Q 1.366K1.366301642(m /d)lg(R x )lg x lg(12624.3)lg 24.3-⨯-⨯==⨯⨯=+-+- 采用直径为38mm 的井点管，则单根井点管出水量为：3q=65650.038 1.024.1(m /d)ππ=⨯⨯⨯（4）确定井点管数量及井距Q 2383n =99q 24.1'==（根） 井点管的平均间距：L 2(3553)D= 1.80n -1991⨯+=='-（m ），取1.6m 实用：n=176/1.6+1=111(根)>1.1n '=1.1⨯99=109(根)。
土木工程施工土方工程井点降水例题
• 试求：（１）轻型井点的平面布置与高程布置。
•
（２）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与间距、水泵流量）。
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• 解答： • 1）轻型井点系统布置 • 根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置。
轻型井点平面布置图
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轻型井点高程布置图
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• 总管直径选用100mm，布置于天然地面上，基坑上 口尺寸58.45×24.9m，井点管距离坑壁为1.0m，则 总管长度为
• 地下室开挖施工方案为：采用轻型井点降水，液压反铲 挖土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每 边宜放出1.0 m,坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当 陡些，采用1:0.5，西边靠原有房屋较近，为了防止其下 沉开裂，打设一排板桩。
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现场布置图
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• 工地现有井点设备：滤管直径50，长度1.20m；井点管直径50，长度 6.0m；总管直径100，每段长度4.0m，（0.8m有一接口）；真空泵机 组，每套配备二台3BA—9离心泵（水泵流量30/h）.
45 .81(m3 )
V () 23
20 2 4
( 0.592 0.19 0.59
0.42 2 0.67 0.42
)
60 .81(m3 )
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（－） （＋）
③ 三填一挖或三挖一填方格
V () 11
20 2 6
( (0.12
0.49 3 0.49)(0.49
) 0.16)
2 3
(12
第4页/共21页
（4）确定“零线”，即挖、填的分界线 先确定零点的位置，
1 － 2 线 上 的 零 点 ：x1
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0.3
0.5
0.8
S/（S+l）
H0 1.3(S+l) 1.5(S+l) 1.7(S+l) 1.84(S+l)
上表中，S为井点管内水位降落值（m），l为滤管长度 （m）。有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受 到抽水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也 可将H0视为抽水影响深度。
应用上述公式时，先要确定x0，R，K。
重点：
轻型井点的设计
1）设计的基础资料 轻型井点布置和计算
井点系统布置应根据水文地质资料、工程要 求和设备条件等确定。一般要求掌握的水文
地质资料有：地下水含水层厚度、承压或非
承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透
系数、不透水层的位置等。要求了解的工程
性质主要有：基坑（槽）形状、大小及深度，
此外尚应了解设备条件，如井管长度、泵的
解：
2.1井点系统的平面布置（见图a） 根据基坑平面尺寸，井点采用环形布置，井管距基坑边缘取
1m，总管长度 L=[(66+2)+(20+2)]X2=180(m)
2.2井点系统的高程布置（见图b） 采用一级轻型井点管，其埋深（即滤管上口至总管埋设面的
距离）h h≥h1+△h+iL=4.2+0.5+0.1X11=5.8m (长度) 井点管布置时，通常露出总管埋设面0.2m，所以，井点管长
当均匀地在井内抽水时，井内水位开始下降。 经过一定时间的抽水，井周围的水面就由水平 的变成降低后的弯曲水面，最后该曲线渐趋稳 定，成为向井边倾斜的水位降落漏斗。
（2）无压完整井涌水量计算
设水井中水位降落值为S，l‘=H-S则 式中 R——为单井的降水影响半径（m）； r——为单井的半径（m）
（m）； i ——水力坡度； L——井点管至水井中心的水平距离，当井点
管为单排布置时，L为井点管至对边坡角的水 平距离（m）。
玄武湖城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降 水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。
法国水力学家裘布依（Dupuit）的
水井理论
裘布依理论的基本假定是：抽水影响半 径内，从含水层的顶面到底部任意点的 水力坡度是一个恒值。并等于该点水面 处的斜率；抽水前地下水是静止的，即 天然水力坡度为零；对于承压水，顶、 底板是隔水的；对于潜水适用于井边水 力坡度不大于1/4，底板是隔水的，含水 层是均质水平的；地下水为稳定流（不 随时间变化）。
1、拟定降低地下水方案；
2、作出降水系统的竖向布置；
提示：
根据已知条件，含水层最大厚度为 6.5m，其下均为不透水层，可采用承压 轻型井点管降水方案。当选用的井管长 度较短时，可将总管埋于自然地面之下， 但应位于地下水位的上面。
解：
基坑降水面积较大，宜采用环形井管布置，按 照承压完整井点的要求，将滤管埋至不透水层， 若采用一级轻型井点系统，井点管长度取6m， 滤管长1.2m，井管与总管接头高出地面0.2m， 其井点管最大埋深HA=5.8m，再加滤管共长 7m，所以必须从地面以下算起，向下挖深2m 排放总管，井点系统的竖向布置图见图。
抽吸能力等。
2）平面布置
当土方 施工机
械需进
出基坑
时，也
可采用
U形布
置（图
d）。
3）高程布置
高程布置系确
定井点管埋深，
即滤管上口至 总
管埋设面的距
离，可按下式 计
算（图）：
式中：
h——井点管埋深（m）； h1——总管埋设面至基底的距离（m）； Δh——基底至降低后的地下水位线的距离
在实际工程中往往会遇到 无压完整井的井点系统 （图b），这时地下水不仅 从井的面流入，还从井底 渗入。因此涌水量要比完 整井大。为了简化计算， 仍可采用公式（3）。此时 式中H换成有效含水深度 H0，即
无压非完整井计算
（m3/d）
有效深度H0值
S/（S+l）的中间值可采用插入法求H0。
0.2
应用上述公式时，先要确定x0，R， K。
由于基坑大多不是圆
形，因而不能直接得
到x0.。当矩形基坑
长宽比不大于5时，
环形布置的井点可近
似作为圆形井来处理，
并用面积相等原则确 定，此时将近似圆的 半径作为矩形水井的 假想半径：
x0——环形井点系统的 假想半径（m）；
F——环形井点所包围的 面积（m2）。
例1
某车间地下室平面尺寸见图2-16a，坑底标高 为-4.5m，根据地质钻探资料，自然地面至2.5m为亚黏土层，渗透系数K=0.5m/d，2.5m以下均为粉砂层，渗透系数K-4m/d， 含水层深度不明，为了防止开挖基坑时发生流 砂现象，故采用轻型井点降低地下水位的施工 方案。为了使邻近建筑物不受影响，每边放坡 宽度不应大于2m，试根据施工方案，进行井 点系统的平面及高程布置。
度
l=5.8+0.2=6m 滤管长度可选用1m
例2
某工程基坑开挖的平面尺寸为长40m，宽 18m，坑底标高为-6.0m，自然地面标高为 ±0.00，地势平坦，地下水位为-2.5m。根据 地质钻探资料查明，地面下-2.5m为不透水黏 土层，-2.5~-9.0m为细砂层。-9.0m以下为 砂岩不透水层，所以含水层厚度为6.5m，细 砂层渗透系数K=6m/d，基坑开挖边坡 1:0.25，试求：
例3
计算例2所示承压完整井的涌水量
解：
根据承压完整井 环形井点系统涌 水量计算公式
及含水层厚度 M=6.5m。
降水深s=62.5+0.5=4m
抽水影响半径：
基坑假想半径：
将左边数值代入公式， 其涌水量为：
例4
L——总管长度（m）；总管长度一般不大于 120m；
n'——井点管最少根数。
实际采用的井点管间距D应当与总管上接头尺 寸相适应。即尽可能采用0.8，1.2，1.6或 2.0m且D<D'，这样实际采用的井点数n>n'， 一般n应当超过1.1n'，以防井点管堵塞等影响 抽水效果。
井点降水计算实例
抽水影响半径，与土的 渗透系数、含水层厚度、 水位降低值及抽水时间 等因素有关。在抽水 2~5d后，水位降落漏斗 基本稳定，此时抽水影 响半径可近似地按下式 计算：
式中，S，H的单位为m； K的单位为m/d。
（3）井点管数量计算
井点管最大间距便可求得； 单根井管的最大出水量 ； d——为滤管直径