對潛水非完整井涌水量計(jì)算公式的商榷

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1、第1期施工技術(shù)論文集-房屋建筑總師辦對潛水非完整井涌水量計(jì)算公式的商榷摘要：對《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99所推薦的潛水非完整井涌水量計(jì)算公式進(jìn)行研究后，發(fā)現(xiàn)《規(guī)程》所推薦的公式是一極值函數(shù)，意味著該公式的應(yīng)用只有在界定的條件下才能使用，進(jìn)而通過相關(guān)量分析，提出了界限含水層概念，繼而通過擬合得出了界限含水層的計(jì)算方法，并提出了在原有限含水層中結(jié)合札馬林公式進(jìn)行井點(diǎn)水力計(jì)算的方法與適用性條件的確定方法。關(guān)鍵詞：界限厚含水層；涌水量；計(jì)算公式摘自：城市道橋與防洪.2004.第3期第1期施工技術(shù)論文集-房屋建筑總

2、師辦1問題的提出在粉性土和砂性土地層中進(jìn)行基坑開挖，從事地下工程建設(shè)時(shí)，往往需要降低地下水位，疏干基坑（槽）進(jìn)行施工，故需作降水工程的施工組織設(shè)計(jì)，常采用現(xiàn)行的《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99（以下簡稱（《規(guī)程》）中對潛水型非完整井的基坑涌水量的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：（1）式中：，其余變量意義見圖1筆者發(fā)現(xiàn)采用上式進(jìn)行涌水量計(jì)算時(shí)，有時(shí)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差較大，通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其它條件相同，而含水層厚度不同時(shí)，采用（1）式計(jì)算基坑涌水量的結(jié)果如圖2所示。從圖中可知，開始時(shí)，涌水量是隨著含水層厚度的增加而增大的，但當(dāng)

3、含水層厚度達(dá)到某一值后（假定該值稱為“界限含水層“，用Hp表示）計(jì)算出的結(jié)果反而隨著含水層厚度的增加而減小，即該公式是一個(gè)極值函數(shù)，仔細(xì)研究公式（l）就會(huì)發(fā)現(xiàn)：這顯然與實(shí)際不相符，因此筆者認(rèn)為《規(guī)程》所推薦的涌水量計(jì)算公式是有界定的條件，即該公式只有含水層厚度H≤Hp時(shí)才能使用。2有限含水層中界限含水層厚度瑞的確定通過進(jìn)一步深人研究，發(fā)現(xiàn)界限含水層厚度Hp是與土層性質(zhì)，滲透系數(shù)k值大小有關(guān)，同時(shí)與降水深度s和抽水井管的構(gòu)造，特別是與井管中濾水器長度1有關(guān)，若在同一地層中，滲透系數(shù)k值是相同的，本文著重對Hp與s和1三者

4、之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。如圖3、圖4:第1期施工技術(shù)論文集-房屋建筑總師辦圖3是指同一地層中，根據(jù)（1）式求得不同濾水器長度1和不同抽水井降水深度，值與Hp之間的關(guān)系。從圖3中可知，同一k值的地層中，當(dāng)降水深度s值愈大時(shí)，則Hp的值愈大；曲線1～8分別為從小到大的濾水器長度，說明當(dāng)降水深度相同時(shí)，濾水器長度愈大，則界限含水層厚度Hp也愈大。圖4是指同一地層中，根據(jù)（1）式求得不同濾水器長度1和不同抽水井降水深度s值與最大涌水量Q的關(guān)系圖，從圖中可知s與Q的關(guān)系呈反拋物線關(guān)系，即隨著s值的增大，Q值遞增量在加大，這與實(shí)際相

5、符。圖中1～8表示不同的濾水器長度自小至大序列，說明在同一降水深度狀況下，濾水器長度愈大，則涌水量愈大，這與工程實(shí)踐中遇到的情況也相吻。從圖3和圖4知，Hp是與濾水器長度1和降水深度s之間存在著函數(shù)關(guān)系。對三者之間的關(guān)系進(jìn)行深人分析后，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：如圖5所示。圖5中，從圖5中可以看出，對各種情況下rl，rl有良好的函數(shù)關(guān)系，擬合分析可得出如下關(guān)系式（圖6）：（2）從而只要求得rl，通過（2）式就可以求出r2，進(jìn)而得出Hp=r2+(s+1)。3無限含水層有效帶的He確定對無限含水層情況的計(jì)算一般認(rèn)為抽水井的影響深度是有

6、限的，在井的影響深度以下的水不受抽水井的影響，這時(shí)可采用札馬林公式計(jì)算含水層的有效厚度影響帶。再代人完整井公式進(jìn)行計(jì)算。以下給出有效帶計(jì)算方法。先按降深s和濾水管工作長度（或水井的透水部分）l，由（3）式求出經(jīng)驗(yàn)系數(shù)rl，再按表1中所列的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)求得α，進(jìn)而通過（4）式求得含水層有效厚度He。s=rl(s+1)(3)He=α(s+1)(4)第1期施工技術(shù)論文集-房屋建筑總師辦在實(shí)際工程以及眾多文獻(xiàn)中一般都認(rèn)為rl和α是線性關(guān)系，在求得rl的值不在表1中時(shí)，采用線性插值的方法求解α。但是實(shí)際上α和rl并不是簡單的線性關(guān)系

7、，而是單對數(shù)關(guān)系，如圖7，按表1所列的資料，求得α和rl的關(guān)系式為：α=2+lgrl（5）所以式（5）可以改寫為：（6）（7）式（7）可以避免采用數(shù)據(jù)表線性插值求解帶來的誤差，而且有利于計(jì)算機(jī)編程。4結(jié)果分析在有限含水層但含水層較厚的情況下，應(yīng)該使用那種方法進(jìn)行計(jì)算是關(guān)鍵問題。在相同的rl的情況下，求出的Hp和He的比較如圖8所示。從圖中可以看出當(dāng)rl＜0.875時(shí)，Hp＞He，rl＞0.875時(shí)，Hp＜He，rl=0.875時(shí)Hp=He。當(dāng)rl＜0.875時(shí)，若H＜He時(shí)，可以采用公式（1）進(jìn)行計(jì)算，若H＞He時(shí)，宜

8、采用札馬林公式，把He代人完整井公式中進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)rl＞0.875時(shí)，若H＜Hp，可直接采用公式（l）進(jìn)行計(jì)算，若H＞Hp，則應(yīng)把式（1）中的H用Hp代替，然后求解。