基坑降水方案的计算涉及多个因素,包括基坑的尺寸、地下水位、地质条件、降水方法等。以下是一个基本的基坑降水方案计算步骤:
1. 确定基坑的基本参数
- 基坑尺寸:长(L)、宽(W)、深(H)。
- 地下水位:地下水位距离地面的深度(D)。
2. 选择降水方法
常见的基坑降水方法包括:
- 明沟排水:适用于地下水位较浅的情况。
- 井点降水:包括轻型井点、喷射井点、深井井点等,适用于地下水位较深的情况。
- 管井降水:适用于大面积基坑。
3. 计算基坑的涌水量
根据水文地质条件,选择合适的涌水量计算公式。常用的公式有:
3.1 承压水情况(承压水头高度为h)
Dupuit公式:
其中:
- 为涌水量(m³/d)
- 为渗透系数(m/d)
- 为含水层厚度(m)
- 为井内水位至含水层底板的距离(m)
- 为影响半径(m)
- 为井的半径(m)
3.2 无压水情况
Dupuit公式:
(公式同上,但H为含水层厚度,h为井内水位至含水层底板的距离)
4. 确定井点数量和布置
根据计算出的涌水量,确定所需的井点数量和布置方式。井点的布置应考虑基坑的形状和尺寸,通常采用环形或线性布置。
5. 选择合适的泵和排水设备
根据计算出的涌水量,选择合适的泵和排水设备。泵的流量应大于计算出的涌水量,以确保有效的排水。
6. 设计排水系统
设计排水系统,包括排水沟、集水井和排水管道等。排水系统的设计应考虑排水路径和排水能力。
7. 安全措施
- 监测水位:定期监测地下水位,确保降水效果。
- 防止沉降:采取措施防止周围地面的沉降,如设置回灌井等。
- 应急预案:制定应急预案,以应对突发情况。
示例计算
假设有一个基坑,尺寸为长50m,宽30m,深10m,地下水位距离地面5m,渗透系数k=0.01m/d,影响半径R=100m,井的半径r=0.1m。
- 1.涌水量计算:Q=π×0.01×(102−52)ln(100/0.1)Q = \frac{\pi \times 0.01 \times (10^2 - 5^2)}{\ln(100/0.1)}Q=ln(100/0.1)π×0.01×(102−52)Q=π×0.01×(100−25)ln(1000)Q = \frac{\pi \times 0.01 \times (100 - 25)}{\ln(1000)}Q=ln(1000)π×0.01×(100−25)Q=π×0.01×756.908Q = \frac{\pi \times 0.01 \times 75}{6.908}Q=6.908π×0.01×75Q≈0.34m³/dQ \approx 0.34 \, \text{m³/d}Q≈0.34m³/d
- 2.井点数量和布置:假设每个井的排水能力为0.1m³/d,则需要的井点数量为:井点数量=0.340.1≈3.4\text{井点数量} = \frac{0.34}{0.1} \approx 3.4井点数量=0.10.34≈3.4因此,需要4个井点。
- 3.泵的选择:选择流量大于0.34m³/d的泵。
- 4.排水系统设计:设计排水沟和集水井,确保排水通畅。
通过以上步骤,可以初步设计出一个基坑降水方案。具体方案应根据实际情况进行调整和优化。