由于上部潛水層的滲透性較差,在抽水過程中靠地下水的高差(重力作用)要在短期內將地下水抽汲出比較困難,因此在降水井內抽水時的同時,應輔以真空泵抽氣,在井內形成負壓,以加快土層中的地下水向井內的徑流速度,以加快對土層的疏干,故本方案主要擬采用真空管井降水來達到本次降水的目的。為提高圍護區域因圍護滲水對土層產生的影響,可在基坑內側打設輕型井點。單組井點長度為50.00m。支管間距1.50m。
深基坑降水方案:
(一)基坑內抽水量的估算
1、地下水容積儲存量的計算:
計算式: W = μ?V 或 W = μ?A?h
式 中:
W ― 容積儲存量 (m3)
V ― 含水層體積 (m3),V = 基坑面積A×降水深度h(即潛水靜止水位至基坑底板以下1.00m);
μ― 含水層的給水度(砂性土給水度經驗值為 0.03~0.05),本次根據上部土層的性質?。?μ= 0.03。
a.基坑面積(A)計算
基坑面積A = 6200m2。
b.降水深度(h)計算
h = 基坑開挖平均深度9.70m + 1.00m - 靜止水位0.50m
= 10.20m。
由上述參數計算地下水容積儲存量如下:
W = μ?A?h = 0.03×6200×10.20 =1897.00m3。
2、基坑抽水量的確定原則
本基坑的出水量主要包括地下水的儲存量與降雨量,由于對降雨量目前無資料估測,且根據上部潛水含水層的透水性較弱的特性,在短時期內因降雨滲入地層內的滲入量不會很多,因此,本次對基坑的抽水量確定、井數設計與抽水泵的選擇只考慮地下水的儲存量,對于降雨量的排出,采用明排水的施工措施來解決。
(二)深基坑降水坑內降水井數量的布置
n = A / a井
式 中:n ― 井數(口);
A ― 基坑降水面積 (m2);
a井― 單井有效抽水面積 (m2);根據我們的降水施工經驗在上海地區第⑦層以上的以粘性土為主的潛水含水層的特性單井有效抽水面積a井一般為250m2,但從A區開挖的情況來看,在基坑底板以上2.5m左右
有一層淤泥質粘土,該層含水量大,滲透性差,降水效果不明顯,再加上B區為明浜后回填土,為提高降水疏干效果,本區降水井需加密,本次取200m2;
即:n = A / a井
=6200/ 200
= 31則擬定31口降水井。
平面布置:
詳見“降水井平面布置示意圖”,井深為14.00m,詳見“降水井井結構示意圖”。
(三)坑內降水井工作量設計結果分析
1、由上述計算結果的數據如下:
① 地下水容積儲存量W =1897m3;
② 降水井31口;
2、日抽水量計算
由于粘性土的弱透水性,地層中的地下水向井內滲透的速度非常慢,根據我們長期的降水經驗,結合本次降水井井結構、地層情況,真空管井單井在該地層中24小時的大出水量約為4m3,則總出水量為:
?。?4m3/d×31口=124m3/d
3、抽水天數計算
抽水天數 t= 總儲存量W ÷ 每天抽取的儲存量W抽
= 1897÷124 ≈ 15天
4、從以上估算結果可知:當31口降水井全部抽水時,約15天后就能將基坑內的地下水疏干,因此,上述井數的布置完全能滿足本次基坑的干挖土施工的要求。