井点降水的方法和计算
井点降水法，就是预先将带有滤管的降水管布设在基坑周围，在基坑开挖前和开过程中用抽水设备从中抽水，使地下水位降低到基坑底面以下，防止流砂或管涌的发生，实现土方开挖的干作业。
井点降水法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
井点降水方法和设备选择，可根据土层的渗透系数、要求降水深度及工程特点，作技术经济比较后确定。各类井点降水法的适用范围可参考表4－2。
上述各类井点降水法中，以轻型井点降水法应用最为广泛，下面着重叙述。
（1）轻型井点降水法工作概况。见图4－1。
（2）轻型井点设备。主要包括：井管（下段为滤管）、集水总管、水泵和动力设备等。
①井管。井管长6m，滤管长1．0～1．2m，井管与滤管用螺丝套头连接。滤管构造见图4－2。滤管的骨架钢管为外径38mm或51mm的无缝钢管，管面上钻有φ12mm的星棋状排列的滤孔，滤孔面积为滤管面积的20％～25％。骨架管外面包有两层孔径不同的滤网。在骨架管与滤网之间用梯形铅丝隔开，梯形铅丝沿骨架管绕成螺旋形。滤网外面再绕一层粗铁丝保护网，滤管下端为一铸铁塞头。
②集水总管。集水总管为内径127mm的无缝钢管，每段长4m，总管上装有与井管联结的短接头，间距0．8m或1．2m，总管与井管以90°弯头相连接。
③轻型井点系统的主机。由真空泵、离心水泵和集水箱等组成。主机系统示意图见图4－3。主机工作概况为：开动真空泵19，使集水箱10抽成一定的真空度，在真空吸力作用下，地下水经滤管1、井管2吸上经弯管和阀门进入集水总管5，由此再经过滤室8再过滤后进入集水箱10，集水箱内有一浮筒11，可沿中间导杆升降，进入集水箱的水多时，浮筒上升，开动离心泵24将集水箱内的水排出。为保证真空泵干式工作，在真空泵19与进水管14之间装有分水室16。为了对真空泵进行冷却，专设一冷却循环水泵23。
一个真空泵的负荷长度（即集水总管长度）约为100～120m。表4－3为一套轻型井点降水系统设备的技术性能。
（3）轻型井点系统的布置方式：
①井点系统的平面布置。取决于基坑的平面形状和要求降低水位的深度，应尽可能将施工的建筑物基坑的主要部分包围在井点系统以内。开挖长而窄的沟槽可按线状布置井点，如宽度小于6m、降水深度不大于5m，可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游侧，两端各延伸一个槽宽，见图4－4。
面积较大的基坑宜用环状井点布置，或一端开口（留出进出基坑道路）的U形井点布置，环状井点的四角部分应适当加密。见图4－5。
井管距离基坑壁应大于0．8m，防止局部漏气，破坏真空。井管间距一般为0.8～1.6m。
②井点系统的高程布置。井管（不包括滤管）的埋设深度H按下式计算（图4－5b）：
式中：
H1———井管埋设面至基坑底的距离，m；
h———降低后的地下水位至基坑底的距离，m，一般为0.5～1.0m；
i———地下水降落坡度，环状井点取1／10，单排线状井点取1／5；
L———井管至基坑中心的水平距离，m。
确定井管埋设深度时，还要考虑井管一般宜露出地面0．2m。为充分利用抽吸能力，总管标高宜接近原地下水位。水泵轴心标高宜与总管齐平。各段总管和滤管宜在同一水平面上。
（4）涌水量计算。 井点系统涌水量（需抽排的地下水量）计算是以水井理论为依据的。水井位于两不透水层之间的承压含水层内的，称为承压井；水井位于无压潜水层的，称为无压井。根据井底是否到达不透水层，又可分为完整井或不完整井。四种不同类型并（见图4－6）各有不同的涌水量计算公式。
①无压完整井井点系统涌水量计算：
A．单井涌水量：
式中：
Q———单井涌水量，m3／d；
K———渗透系数，m／d；
H———含水层厚度，m；
R———抽水影响半径，m；
S———水位降低值，m；
r———井点的半径，m。
抽水影响半径R，可在现场抽水试验确定，也可按下式估算：
B．环形井点系统涌水量：
式中X0———基坑的假想半径，m。对于矩形基坑，当长宽比小于5时，可将其化成一个假想半径为X0的圆形井：
式中A———基坑井点管所包围的面积，m2。其它符号同上。
②无压非完整井井点系统涌水量计算。为简化起见，一般仍用无压完整井的计算公式，但式中的H换成有效带深度H0（图4－6b），环形井点系统无压非完整井涌水量计算公式为：
H0值按表4－4查出。
考虑地下潜水从侧面和底面同时渗入，则式（4－8）可修正为：
③承压完整井井点系统的涌水量：
④承压非完整井井点系统的涌水量：
（5）确定井点管理的数量与间距。井点管需要根数n：
式中
n———井点管根数；
Q———井点系统水量，m3／d；
1.1———考虑井点管堵塞因素的备用系数；
q———单根井点管的出水量，m3／d。按下式计算
式中
d———滤管的直径，m；
l———滤管的长度，m；
K———渗透系数，m／d
井点管的间距D：
式中
D———井点管的平均间距，m；
L、B———距形井点系统的长度、宽度、m。
求出的D值应＞15d，并应符合总管接头的间距（如：0．8、1．2、1．6m等）。
（6）轻型井点系统的埋设、安装和使用。轻型井点系统的安装和程序为：按布置方案先排放总管，再埋设井点管，用变联管将井点管与总管联接，最后安装抽水设备、试抽。井点管的埋设，一般使用冲水管冲孔，先将高压水泵的射水高压胶管连接在冲孔管，冲孔管可由滑车组悬挂在人字架上，利用0.6～0.8MPa高压水经由冲孔管头部的三个喷水小孔以急速的射水冲刷土壤，同时将冲孔管作上下、左右转动，冲孔管边冲边下沉，在土中形成一个孔洞。孔洞必须体质垂直，孔径一般不小于300mm，孔径要上下一致，并及时在井点管与孔壁之间填灌砂滤层，至此人字架可搬至下一个冲孔位置。井点管的埋设和砂滤层的填灌，是保证轻型井点系统顺利抽水，达到降水目的关键。砂滤层宜选用级配良好、洁净粗砂，以免堵塞滤管的网眼。砂滤层灌好后，距地面0.5～1.0m深度内，再粘土捣实封堵，防止漏气。井点管埋设完毕，可接通总管和抽水系统试行抽水，检查有无漏水、漏气现象，出水是否正常。
使用轻型井点系统，应保证连续抽水。时抽时停，滤网易于堵塞；中途停抽，地下水位回升，可能引起边坡坍方等事故。正常出水规律是“先大后小、先浑后清”。
真空泵的真空度是判断井点系统运行是否良好的尺度，必须经常观测，造成真空度不足的原因，通常是由于管路系统连接存在漏气，应及时检查并采取措施。
井点管淤塞，一般可从听管内水流声响，手扶管壁感到振动，夏、冬季手摸管子有夏冷、冬暖的感觉等简便方法检查。如发现淤塞井点管较多，严重影响降水效果时，应逐根用高压水冲洗，或拔出重新埋设。
并点系统降水时，尚应对邻近现有建筑物进行沉降观测，如发现过大沉陷，应及时采取防护措施。
