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原文传递基坑降水井设计方法

专利名称：	基坑降水井设计方法
摘要：	本发明公开一种基坑降水井设计方法，包括：确定降水井单井出水量；确定降水井的数量；按照下式确定降水井的井间距；在基坑外围布设降水井，降水井与基坑支护结构外壁之间的距离等于预设的距离，降水井采用旋挖钻机成孔，并向孔内下入降水管，降水管包括连通管以及过滤器，过滤器连接在连通管的下端，过滤器包括外套和安装在外套上的滤料、滤网，以及在外套下部端部的封头，外套上设置有多个渗水孔，降水管插入到地层中，使得过滤器完全浸入到地下水中。本发明设计降水井考虑河流的影响，重新定义了土层沉降量的计算方法，并且，根据土层沉降量计算结果与监测结果，确定渗透系数k。控制各过滤器的开度，达到控制过滤器的长度和降水井数量的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中交路桥北方工程有限公司
发明人：	王峰;周勋;高磊;张玉桂;葛纪平;杨伟威;龚杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-29T00:00:00+0800
申请号：	CN201910575452.5
公开号：	CN110387896A
代理机构：	北京鸿元知识产权代理有限公司
代理人：	董永辉;李玉琦
分类号：	E02D19/10(2006.01);E;E02;E02D;E02D19
申请人地址：	100176 北京市大兴区宏达北路12号二区三层305室
主权项：	1.一种基坑降水井设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，按照下式确定降水井单井出水量：式中：q0是单井出水能力； τs是过滤器半径； l是过滤器的长度； K是含水层的渗透系数，步骤S20，按照下式确定降水井的数量式中：n——降水井数量； Q—基坑涌水量，考虑基坑旁边河流的影响，圆形基坑降水涌水量Q按下列公式计算：式中：b—基坑中心距离河流的距离； Q—基坑涌水量； K—含水层的渗透系数； S—设计降深； r0—等效半径， A—基坑面积，步骤S30，按照下式确定降水井的井间距降水井中心点的连线包围的基坑周长为SR，降水井间距为：式中：d——降水井的间距，步骤S40，在基坑外围布设降水井，降水井与基坑支护结构外壁之间的距离等于预设的距离，降水井采用旋挖钻机成孔，并向孔内下入降水管，降水管包括连通管以及过滤器，过滤器连接在连通管的下端，过滤器包括外套和安装在外套上的滤料、滤网，以及在外套下部端部的封头，外套上设置有多个渗水孔，降水管插入到地层中，使得过滤器完全浸入到地下水中。 2.根据权利要求1所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，渗透系数的确定方法是：通过监测实时获得基坑周边土层的沉降量监测值；将土层的沉降量计算值与沉降量监测值取差值，差值超过调整阈值，则修改渗透系数，重新计算涌水量，根据涌水量和降水井的抽水速度确定降水过程中水位，并根据降水过程中水位重新确定附加有效应力Δσ'zi，再次计算土层的沉降量计算值，将沉降量计算值与当前沉降量监测值比较，多次迭代计算，直至沉降量计算值与沉降量监测值的差值小于调整阈值，则表示渗透系数的选取与当前土层沉降量监测值相匹配，其中，降水引起地面沉降采用分层计算加和的方法，计算公式如下：式中：s──降水引起的地层变形量； Δσ'zi──降水引起的地面下第i土层中点处的附加有效应力； Δhi──第i层土的厚度； Esi──第i层土的压缩模量； w表示土层的层数，附加有效应力根据计算点所属层段选择不同的公式计算： 1)计算点位于初始地下水位以上时 Δσ'zi＝0 2)计算点位于降水后水位与初始地下水位之间时 Δσ'zi＝γwαo 3)计算点位于降水后水位以下时 Δσ'zi＝γwsi 式中：γw──水的重度； αo──计算点至初始地下水位的垂直距离； si──计算点对应的地下水位降深。 3.根据权利要求2所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，根据确定的渗透系数重新设计降水井的数量，并根据涌水量调整降水井的过滤器的开度，间接达到控制过滤器的长度和降水井数量的目的，以控制单位时间内基坑降水量，其中，所述过滤器采用双层多孔式结构，所述过滤器为圆柱状，所述过滤器包括外套和内套，在外套的内壁上设置有沿圆周方向的滑槽，所述内套上设置有与滑槽配合的突起，所述突起嵌入在滑槽内，在内套上和外套上都设置有多个渗水孔，用于使得地下水经渗水孔进入过滤器，内套和外套的渗水孔在轴向的位置相同，使得在内套旋转时，渗水孔重叠或错开。 4.根据权利要求2所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，根据确定的渗透系数重新设计降水井的数量，并根据涌水量调整降水井的过滤器的开度，间接达到控制过滤器的长度和降水井数量的目的，以控制单位时间内基坑降水量，其中，所述过滤器采用双层多孔式结构，所述过滤器为圆柱状，所述过滤器包括外套和内套，内套和外套是螺纹连接，在内套外壁上设置外螺纹，外套内壁上设置内螺纹，将内套旋合在外套的内壁上，外套的侧壁设置有多个外渗水孔，而内套的侧壁则没有渗水孔，内套的上端连接有控制杆，通过电动机驱动控制杆带动内套旋转以实现打开或关闭外套上的渗水孔的目的。 5.根据权利要求4所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，所述电动机与控制模块连接，所述控制模块内置有用于调整渗透系数的程序，在每次调整渗透系数后，重新计算涌水量，并根据涌水量重新计算降水井的数量和过滤器的长度，并通过控制内套打开或关闭外套上的渗水孔，进行过滤器长度调节和降水井开闭的调整。 6.根据权利要求2所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，采取在基坑靠向河流的一侧，将单位时间内渗流到基坑与河流之间的临河区域的渗水量平均在该临河区域平面内，重新修正降深，采用经过修正的降深S'划分所述计算点属于哪个层段，计算附加有效应力，则修正降深S′＝S+VtSZ/ZL＝S+VtS/L＝S+KSV2t/LRC2 S＝(D-dw)+Sw D为基坑开挖深度； dw为地下静水位埋深； Sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离； V＝K I，V为河流渗流速度，I＝h/L为水力坡度，h为水头损失，L为渗流路径长度，K为渗透系数； Z为基坑宽度； t为河流渗流时间； C为谢才系数。 7.根据权利要求1所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，把降水井布置在水平向连续分布的砂性土中以获得平缓的降水漏斗曲线，其中，降水漏斗曲线是指降水井降水后在其周围形成的漏斗状水位下降区。 8.根据权利要求1所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，布置注浆孔，通过注浆孔向基坑周边土层内注射填充剂，以达到挤密土层中的孔隙，降低土的渗透性能，降低基坑周边土层沉降。 9.根据权利要求1所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，在基坑的降水井的外侧，以预定间隔再设置一圈注水井，在基坑降水的同时，通过注水井向地下含水层注水，一圈注水井向下注水形成一道阻渗水幕。 10.根据权利要求9所述的基坑降水井设计方法，其特征在于，所述注水井的水源采用从降水井中抽出的水。
所属类别：	发明专利