基于建筑物承压水施工降排水计算实例

王 浩，刘 琳

(1. 黑龙江大学，哈尔滨150080;2. 黑龙江省三江工程建设管理局，哈尔滨150036;3. 山东泗水县水利局，山东 泗水273200)

1 问题的提出

水利工程建筑物的施工需要在干地环境下进行，地表水可以用围堰拦挡。地下水可以采用截渗或者采用人工降低地下水位，或者两者结合。建筑物若采用人工降低地下水位，在主体工程施工之前，需要对其进行仔细分析、研究、计算，确定基坑涌水量、管径、水泵功率及台数等，为主体工程施工提供第一手资料。地下水的主要类型为潜水和承压水。在建筑物施工开挖时，由于承压水水压较大，降水困难且施工时容易形成基坑突涌、坑底隆起变形与围护结构变形的增大，影响到基坑的稳定，危害较大。地下水尤其是承压水防治成功与否直接关系到工程的安全［1］。本论文主要讨论承压水人工降低地下水的方法与计算实例。

2 计算原理及过程

根据抽水井的形式和降低地下水以后地下水的形式，降水计算可分为3 种情况，承压完整井、承压非完整井及承压潜水井［2］。

2.1 承压完整井

2.1.1 概念

承后完整井指降水井打至不透水层且地下水经降深后仍然处于承压状态。

2.1.2 承压完整井计算简图与公式

图1 承压完整井排水计算简图

承压完整井的计算公式为:

式中:Q 为基坑总涌水量，m3/d;K 为土的渗透系数，m/d;M 为承压水深度，m;S 为地下水降深，m;R 为抽水影响半径，m。

承压水抽水影响半径用奚哈德公式计算:

式中:Sw 为抽水井降水深度，m;K 为土的渗透系数，m/d。

2.2 承压非完整井

2.2.1 概念承压非完整井是指降水井并未打至相对不透水层。

2.2.2 承压非完整井计算简图与公式

图2 承压非完整井排水计算简图

承压非完整井的计算公式为:

式中:M0为有效影响区深度，m;m0为有效带影响深度，m。

2.3 承压潜水井

2.3.1 概念

承压潜水井是指经人工降水之后地下水由承压水变为潜水的情况。

2.3.2 承压潜水井计算简图与公式

图3 承压潜水井计算简图

承压非完整井的计算公式为:

2.4 单井涌水量计算

单井涌水量采用阿布拉莫夫公式:

式中:q 为单井涌水量;r 为滤水管半径;L 为滤水管长度。

2.5 水泵功率N 的计算

式中:K 为安全系数;H 为水头高度;Q 为基坑最初抽水量;η1为水泵效率(0.4 ～0.5);η2为动力机械效率(0.75 ～0.85)。

3 计算举例

某泵站基础座于低液限黏土中，其下为级配不良粗砂，施工基坑开挖后剩余黏性土厚度为0.50m左右，地下水承压水头高度在4.5m 左右，易产生基坑突涌。含水层岩性为级配不良粗砂，属强透水。地质报告中渗透系数约为52m/d。地下水位埋深约为1.5m，承压含水层厚度约为6.8m，基坑范围为50m×45m。

根据施工条件，建筑物基坑开挖后剩余黏土层较薄，为防止发生基坑突涌，需要人工降低地下水，且地下水经降深后仍然处于承压状态，因此适用于公式1。按井半径0.2m 计算基坑涌水量。

3.1 抽水影响半径R 计算

3.2 基坑总涌水量计算

3.3 单井涌水量计算

单井每小时出水量为809/24 =33.7m3/h。

需要井数=基坑总涌水量/单井涌水量=3105/809≈4

3.4 水泵功率计算

造价专业可根据水泵功率、降水时长、打井费用，计算降排水总费用。

4 结 论

本论文研究了承压水降水的3 种情况，通过实例分析承压水降水的计算过程，对同类项目的计算起到一定的指导作用。

［1］孙红. 某深基坑工程中的承压水防治措施［J］. 浙江建筑，2015(01):24 －26.

［2］陈幼雄．井点降水设计与施工［M］. 上海:上海科学普及出版社，2004(01).