广州拉森钢板桩施工计算书井点降水深度计算

发布时间:2026-01-04

在进行广州地区深基坑支护工程时,拉森钢板桩作为一种常见的挡土结构形式,因其施工便捷、可重复使用、止水性能良好等优点被广泛应用于各类市政、房建及地下空间开发项目中。而在地下水位较高的软土地层中,为确保基坑开挖过程中的稳定性与安全性,通常需配合井点降水系统进行地下水控制。因此,在设计阶段必须对井点降水的深度进行科学计算,以满足基坑干作业条件,并防止因降水不足或过度引发的边坡失稳、地面沉降等问题。井点降

在进行广州地区深基坑支护工程时,拉森钢板桩作为一种常见的挡土结构形式,因其施工便捷、可重复使用、止水性能良好等优点被广泛应用于各类市政、房建及地下空间开发项目中。而在地下水位较高的软土地层中,为确保基坑开挖过程中的稳定性与安全性,通常需配合井点降水系统进行地下水控制。因此,在设计阶段必须对井点降水的深度进行科学计算,以满足基坑干作业条件,并防止因降水不足或过度引发的边坡失稳、地面沉降等问题。

井点降水深度的确定,首先应基于地质勘察报告所提供的地下水位数据、土层分布特征以及渗透系数等关键参数。在广州地区,典型地层多为淤泥质土、粉砂层与黏土互层,含水层主要分布在浅部2~8米范围内,初始地下水位一般位于地表下1.0~2.0米之间。根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)要求,基坑内降水后的水位应至少低于开挖面以下0.5米,以保证土体的有效应力增加,提高抗剪强度,减少涌水、流砂风险。

假设某工程拟采用拉森Ⅳ型钢板桩作为围护结构,基坑开挖深度为6.0米,地面标高为+8.50m,地下水位初始埋深为1.5米(即水位标高约为+7.00m)。根据规范要求,降水后水位需降至开挖面以下0.5米,即目标水位标高为+1.50m(6.0 - 0.5 = 5.5m开挖深度,对应标高8.50 - 5.5 = +3.00m?此处需校核:若开挖至6.0m深度,则底部标高为8.50 - 6.0 = +2.50m,降水需降至+2.00m以下,取+1.50m更安全)。因此,所需降水深度为初始水位+7.00m至目标水位+1.50m之间的差值,即5.5米。

接下来需判断是否采用轻型井点或喷射井点系统。对于降水深度小于6米的情况,一般优先选用一级轻型井点;当超过6米时可考虑多级井点或深井降水。本例中计算得需降深5.5米,接近极限,宜采用一级轻型井点并适当加密布设。根据经验公式,单根井点管的最大抽水影响半径 $ R $ 可按 $ R = 1.5\sqrt{H \cdot k} $ 计算,其中 $ H $ 为降水深度(5.5m),$ k $ 为渗透系数。广州地区粉细砂层的渗透系数一般取 $ k = 0.5 \sim 2.0 \, m/d $,此处取 $ k = 1.0 \, m/d $,则:

$$ R = 1.5 \times \sqrt{5.5 \times 1.0} \approx 1.5 \times 2.34 \approx 3.51 \, m $$

井点间距可根据影响半径和基坑周长初步设定。若基坑呈矩形,尺寸为30m×20m,则周长约100m。井点沿基坑外围布置,间距建议取1.0~1.5m。按1.2m间距布设,共需约84根井点管。同时应验算群井抽水下的总涌水量 $ Q $,采用潜水完整井的群井公式估算:

$$ Q = \frac{1.366K(2H - s)s}{\log(R/r_0)} $$

其中:

  • $ K $:渗透系数,取1.0 m/d
  • $ H $:含水层厚度,假定从地表下1.5m至8.0m,有效厚度为6.5m
  • $ s $:设计降深,5.5m
  • $ R $:引用影响半径,已计算为3.51m
  • $ r_0 $:基坑等效半径,$ r_0 = \sqrt{A/\pi} = \sqrt{(30×20)/\pi} ≈ \sqrt{191} ≈ 13.8\,m $

注意此处 $ R $ 应为引用影响半径,实际工程中常采用修正公式 $ R = 1.95s\sqrt{Hk} $ 或查表法调整。重新计算:

$$ R = 1.95 \times 5.5 \times \sqrt{6.5 \times 1.0} ≈ 10.725 × 2.55 ≈ 27.35\,m $$

代入涌水量公式:

$$ Q = \frac{1.366 × 1.0 × (2×6.5 - 5.5) × 5.5}{\log(27.35 / 13.8)} = \frac{1.366 × (13 - 5.5) × 5.5}{\log(1.98)} ≈ \frac{1.366 × 7.5 × 5.5}{0.297} ≈ \frac{56.3}{0.297} ≈ 189.6 \, m³/d $$

据此,选择总抽水能力大于200m³/d的真空泵组,配备相应数量的集水管和连接管路,确保系统运行稳定。

此外,还需考虑降水对周边环境的影响。广州城市建成区密集,过量降水可能导致邻近建筑物不均匀沉降。为此,应在基坑外侧设置水位观测孔,实时监测地下水位变化,并结合信息化施工原则动态调整抽水速率。必要时可采用回灌措施,平衡地下水流失。

综上所述,广州地区拉森钢板桩支护体系中的井点降水深度计算,需综合地质条件、开挖深度、水文参数及环境保护要求进行系统分析。通过合理确定降水深度、布设井点间距、预测涌水量并配套设备选型,可有效保障基坑施工的安全性与经济性。同时,强调全过程监测与动态管理,是实现绿色、可持续地下工程建设的关键环节。

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