一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法技术

本发明专利技术提供了一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，包括以下步骤：确定完全隔断式基坑面积及水文地质条件；确定降水深度；确定隔断式基坑总排水量；计算单井出水量；确定工期；确定施工期间日均降雨量预测值；计算降雨补给造成的额外排水量；计算基坑布井数量；根据布井数量及基坑形状确定布井方案；根据实际降雨量核验每口抽水井每日抽水量。本发明专利技术能够在工期确定的情况下，额外考虑了降雨补给，可根据基坑面积、降水深度、相应水文地质条件及气象条件进行基坑降水设计，为隔断式基坑降水设计提供了依据。本发明专利技术的方法简单、实用，便于控制工期有效利用资源，具有很大的应用价值。

A Design Method for Dewatering of Separated Foundation Pit Considering Rainfall Replenishment

【技术实现步骤摘要】
一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法
本专利技术涉及土建施工
，特别是涉及一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法。
技术介绍
目前针对各种复杂环境的基坑降水技术不断完善，基坑降水设计规范也越来越详尽。但是已有的基坑降水设计规范均为针对存在渗流补给的基坑。临海复杂软黏土层常常采用围护结构隔水，其中隔断式基坑是普遍的一类。对于这种围护结构深入下部隔水层，基坑降水过程中除了基坑大气降水的入渗补给外，没有其他地下水的补给途径，施工时往往不进行计算，根据工程经验布井，也没有考虑降雨带来的额外降水波动，这就导致无法很好地控制工期，或者造成资源浪费。
技术实现思路
本专利技术针对以上不足之处，提供一种能在给定工期的情况下，根据基坑面积、降水深度相应水文地质条件及气象条件计算所需降水井数量并调整每日抽水量的降水设计方法，实现经济有效的降水。为此，本专利技术提供一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，涉及隔水帷幕伸入下部隔水层，以在基坑开挖前疏干基坑内固有地下水及外来降雨带来的额外降水量为目的的井点降水作业，该方法具体包括：(1)确定完全隔断式基坑面积S及水文地质条件；(2)确定降水深度h；(3)确定隔断式基坑总排水量V，V＝S*h*μ，其中，S为基坑面积；h为降水深度；μ为含水层给水度；(4)计算单井出水量q，单井出水量q取管井允许最大出水量：其中，r为滤管半径；L为滤管长度；k为渗透系数；(5)确定工期t；(6)确定施工期间降雨量预测值R；(7)计算降雨补给造成的额外排水量VR，VR＝S*R*t，其中，S为所述基坑面积；R为日均降雨量预测值；t为工期；(8)计算基坑布井数量n，其中：λ为调整系数，取1.2，V为基坑总排水量，VR为降雨补给造成的额外排水量，q为单井出水量，t为工期；(9)根据布井数量及基坑形状确定布井方案；(10)根据实际降雨量核验每口抽水井每日抽水量q'，其中，V为基坑总排水量，t为工期，R’为24h降雨量实况，S为所述基坑面积，n为基坑布井数量，q为管井允许最大出水量。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述完全隔断式基坑的隔水帷幕的底部伸入隔水层，井点降水以疏干基坑内固有地下水及外来降雨带来的额外降水量为目的。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述隔断式基坑的面积S为基坑隔水帷幕所包围的面积。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述施工期间日均降雨量预测值R采用中央气象台降水量预报数值，取中长期最大降雨量预测值。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述布井方案采用坑内棋盘式均匀布井，每隔面积S/n布一口井。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述每口抽水井每日抽水量q'需根据降雨降雪实况进行每日核验，降雨降雪实况采用中央气象台降水量天气实况数值。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，所述每口抽水井每日抽水量q'的核验值不大于井允许最大出水量q及选用抽水泵的流量。上述考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其中，在要求降水井数量n为定值时，可调整降水管井的设计，通过改变降水管井的滤管半径r、滤管长度L来控制单井允许最大出水量q，以在规定时间内达到降水要求。本专利技术的有益效果为，该方法能够在工期确定的情况下，可根据基坑面积、降水深度、相应水文地质条件及气象条件进行基坑降水设计，并根据降雨实况调整每日抽水量，为隔断式基坑降水设计提供了依据，实现经济有效的降水，且本专利技术提供的方法简单、实用，便于控制工期，有效利用资源，具有很大的应用价值。附图说明图1是本专利技术所述方法的流程图；图2是隔断式基坑示意图；图3是本专利技术实施案例降水井平面布置图；图中，1是降水井；2是隔水帷幕；3是潜水含水层；4是隔水层。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的具体实施方式如图1至3所示。图1是本专利技术一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法的流程图，图2为隔断式基坑示意图，其中1是降水井，2是隔水帷幕，3是潜水含水层；4是隔水层。如图3所示，某基坑工程拟开挖16.5m，距地表0.8m以下存在深厚潜水含水层，平均渗透系数为0.52m/d，下卧不透水层顶板距地表32.5m，为保证基坑开挖的顺利进行，将坑内水位降至坑底2m以下，要求一个月完成疏干降水。外围三轴水泥搅拌桩桩底进入淤泥质粉质粘土相对不透水层，形成全封闭式基坑，围护结构所包围面积约12841平方米。本实施例提供一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，用于上述工程，所述方法包括如下步骤S1-S10：S1、确定完全隔断式基坑面积S及水文地质条件；经调查，基坑场区内地下分布潜水含水层：潜水含水层主要由砂质粉土及淤泥质粉质粘土组成，厚32.5m，水量小，易疏干；平均渗透系数k为0.52m/d。本工程基坑围护结构和降水方案如图3所示，外围三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕，桩底进入淤泥质粉质粘土相对不透水层，形成全封闭式基坑。基坑面积约为S＝12841m2。S2、确定降水深度h；降水深度h＝16.5-0.8+2＝17.7m。S3、确定隔断式基坑总排水量V；给水度μ取经验值0.1，V＝S*h*μ＝12841*17.7*0.1＝22729m3。S4、计算单井出水量q；为满足基坑的开挖需求，采用管井降水，根据相关规范设计井深20m，过滤器位于地面以下17～20m，滤管半径及滤管长度分别取130mm和3m。则单井出水量取S5、确定工期t；S6、确定施工期间日均降雨量预测值R，降水施工期间为3月份，所在地区降雨频繁，为持续阴雨天气，中央气象台1～7天降雨量预测值最大值为25ml,中长期天气预报得3月上旬降雨量局部达200ml以上，3月中旬江南地区降雨量达30-60ml，3月下旬降雨量达80-120ml，取降雨量预测值R＝25ml。S7、计算降雨补给造成的额外排水量VR，VR＝S*R*t＝12841*25*10-3*30＝9631m3S8、计算布井数量n；S9、根据布井数量n及基坑形状确定布井方案每隔面积S/n＝1167m2布一口井，如图3所示，采用坑内棋盘式均匀布井，约每1167平方米布置一口井。S10、根据实际降雨量核验每口抽水井每日抽水量q’如果未考虑降雨，则单井抽水量为q0＝22729/30/11＝69m3/d＝2.9m3/h,选用流量为10m3/h，扬程为30m的水泵。降水第1天，24h小时降水量实况为R’＝20mL则单井抽水量应控制在q’＝92/24＝3.8m3/h＜10m3/h降水第2天，24h小时降水量实况为R’＝25mL则单井抽水量应控制在q’＝98/24＝4.1m3/h＜10m3/h以此类推，在基坑降水期间进行每日核验，均符合降水设计要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其特征在于，包括：(1)确定完全隔断式基坑面积S及水文地质条件；(2)确定降水深度h；(3)确定隔断式基坑总排水量V，V＝S*h*μ，其中，S为基坑面积；h为降水深度；μ为含水层给水度；(4)计算单井出水量q，单井出水量q取管井允许最大出水量：

【技术特征摘要】
1.一种考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其特征在于，包括：(1)确定完全隔断式基坑面积S及水文地质条件；(2)确定降水深度h；(3)确定隔断式基坑总排水量V，V＝S*h*μ，其中，S为基坑面积；h为降水深度；μ为含水层给水度；(4)计算单井出水量q，单井出水量q取管井允许最大出水量：其中，r为滤管半径；L为滤管长度；k为渗透系数；(5)确定工期t；(6)确定施工期间降雨量预测值R；(7)计算降雨补给造成的额外排水量VR，VR＝S*R*t，其中，S为所述基坑面积；R为日均降雨量预测值；t为工期；(8)计算基坑布井数量n，其中：λ为调整系数，取1.2，V为基坑总排水量，VR为降雨补给造成的额外排水量，q为单井出水量，t为工期；(9)根据布井数量及基坑形状确定布井方案；(10)根据实际降雨量核验每口抽水井每日抽水量q'，其中，V为基坑总排水量，t为工期，R’为24h降雨量实况，S为所述基坑面积，n为基坑布井数量，q为管井允许最大出水量。2.根据权利要求1所述的考虑降雨补给的隔断式基坑降水设计方法，其特征在于，所述完全隔断式基坑的隔水帷幕的底部伸入隔水层，井点降水以疏干基坑内固有地下水及外...

【专利技术属性】
技术研发人员：金祎，谢作晃，王振平，徐长节，曾怡婷，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36