真空井,又稱井泵對(duì)口抽,是把井管口和水泵吸水管口連接密封成整體的機(jī)井。
中文名稱 | 真空井 | 外文名稱 | vacuum well,vacuum-pumping well |
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學(xué)科 | 水文地質(zhì)學(xué) | 詞目 | 真空井 |
又稱 | 井泵對(duì)口抽 |
真空泵把井點(diǎn)管、臥管及貯水箱內(nèi)的空氣吸走,形成一定的真空度(即負(fù)壓)。由于管路系統(tǒng)外部地下水承受大氣壓力的作用,為了保持平衡狀態(tài),由高壓區(qū)向低壓區(qū)方向流動(dòng)。地下水被壓入至井點(diǎn)管內(nèi),經(jīng)臥管至貯水箱,然后...
真空泵把井點(diǎn)管、臥管及貯水箱內(nèi)的空氣吸走,形成一定的真空度(即負(fù)壓)。由于管路系統(tǒng)外部地下水承受大氣壓力的作用,為了保持平衡狀態(tài),由高壓區(qū)向低壓區(qū)方向流動(dòng)。地下水被壓入至井點(diǎn)管內(nèi),經(jīng)臥管至貯水箱,然后...
當(dāng)容器中的壓力低于大氣壓力時(shí),把低于大氣壓力的部分叫真空。用符號(hào)“pv”表示。其關(guān)系式為: pv=patm-pa ...
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工程中經(jīng)常遇見(jiàn)的軟土地基存在含水率高、工程性質(zhì)差等特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行固結(jié)處理是進(jìn)行后續(xù)施工的關(guān)鍵.而真空預(yù)壓法存在工程量小、成本較低和對(duì)環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn),在處理軟土地基中逐漸得到大量應(yīng)用.然而傳統(tǒng)真空預(yù)壓法處理軟土存在排水板易堵塞、彎曲和處理深度達(dá)不到要求等問(wèn)題.實(shí)際應(yīng)用中多采用真空井替代傳統(tǒng)排水板的方法,然而真空井的合理作用范圍受到種種現(xiàn)實(shí)條件的影響,主要依靠工程人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定.對(duì)此,文章展開(kāi)改性真空井作用范圍的真空預(yù)壓法加固軟土地基模型試驗(yàn),通過(guò)真空固結(jié)試驗(yàn)探究真空井的作用范圍,對(duì)固結(jié)過(guò)程中的壓縮沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)其固結(jié)特性與理論結(jié)果進(jìn)行分析.試驗(yàn)結(jié)果表明:按照真空預(yù)壓加固技術(shù)原理,對(duì)三種常見(jiàn)土體:砂土、淤泥質(zhì)土和黏性土沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,在模型試驗(yàn)條件下測(cè)定出三種土體距離真空井由遠(yuǎn)及近的沉降量分別為2.4~3.1 cm、3.9~6.7 cm、3.3~6.2 cm,理論沉降量由遠(yuǎn)及近分別為:1.6~2.5 cm、3.7~6.3 cm、2.7~5.8 cm.研究結(jié)果表明實(shí)測(cè)沉降規(guī)律與理論值基本相符,能夠?qū)崿F(xiàn)軟土地基深度加固的目的.
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工程中經(jīng)常遇見(jiàn)的軟土地基存在含水率高、工程性質(zhì)差等特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行固結(jié)處理是進(jìn)行后續(xù)施工的關(guān)鍵。而真空預(yù)壓法存在工程量小、成本較低和對(duì)環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn),在處理軟土地基中逐漸得到大量應(yīng)用。然而傳統(tǒng)真空預(yù)壓法處理軟土存在排水板易堵塞、彎曲和處理深度達(dá)不到要求等問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用中多采用真空井替代傳統(tǒng)排水板的方法,然而真空井的合理作用范圍受到種種現(xiàn)實(shí)條件的影響,主要依靠工程人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。對(duì)此,文章展開(kāi)改性真空井作用范圍的真空預(yù)壓法加固軟土地基模型試驗(yàn),通過(guò)真空固結(jié)試驗(yàn)探究真空井的作用范圍,對(duì)固結(jié)過(guò)程中的壓縮沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)其固結(jié)特性與理論結(jié)果進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:按照真空預(yù)壓加固技術(shù)原理,對(duì)三種常見(jiàn)土體:砂土、淤泥質(zhì)土和黏性土沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,在模型試驗(yàn)條件下測(cè)定出三種土體距離真空井由遠(yuǎn)及近的沉降量分別為2.4~3.1cm、3.9~6.7cm、3.3~6.2cm,理論沉降量由遠(yuǎn)及近分別為:1.6~2.5cm、3.7~6.3cm、2.7~5.8cm。研究結(jié)果表明實(shí)測(cè)沉降規(guī)律與理論值基本相符,能夠?qū)崿F(xiàn)軟土地基深度加固的目的。
真空井點(diǎn)降水一般適用于粉細(xì)砂、粉土、粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)較?。?.1~20m/d)的弱含水層中降水,降水深度單層小于6m,雙層小于12m。采用真空井點(diǎn)降水,其井點(diǎn)間距小,能有效地?cái)r截地下水流入基坑內(nèi),盡可能地減少殘留滯水層厚度,對(duì)保持邊坡和樁間土的穩(wěn)定較有利,因此降水效果較好。
真空井點(diǎn)是沿基坑四周或者將井點(diǎn)管沉入深于坑底的含水層內(nèi),井點(diǎn)管上部與總管連接,總管與上部抽水主機(jī)連接,利用抽水主機(jī)產(chǎn)生的真空作用將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出,引到地面,并排往施工區(qū)以外,使每根井點(diǎn)管周圍形成一個(gè)降水漏斗,由于許多降水漏斗曲線的重迭,可導(dǎo)致原地下水位的成片下降。
真空井點(diǎn)降水止水法與其他井點(diǎn)降水法相比,具有以下特點(diǎn):
(1)群孔排水的同時(shí)產(chǎn)生了止水帷幕的效應(yīng)。
真空井點(diǎn)降水主機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)真空傳遞到各吸水井孔,實(shí)現(xiàn)群孔同時(shí)排水,每一個(gè)吸水井孔對(duì)其周圍5m以內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓效應(yīng),由于井孔埋設(shè)間距一般為1.5m-2.Om,因此,同時(shí)排水的群孔負(fù)壓效應(yīng)相互搭接構(gòu)成了真空效應(yīng)很強(qiáng)的地下真空連續(xù)墻,真空連續(xù)墻能夠十分有效地阻擋基坑外地下水從基坑側(cè)壁侵入,起到止水帷幕的作用。
(2)改變土體物理性質(zhì),增加邊坡的穩(wěn)定性。
當(dāng)基坑開(kāi)挖到地下水位時(shí),土體中的地下水滲流形成的動(dòng)水力會(huì)對(duì)土體邊坡的穩(wěn)定構(gòu)成威脅。真空井點(diǎn)降水原理為地下水在真空井點(diǎn)主機(jī)產(chǎn)生的真空力的作用下山下至上沿井管提升,基坑內(nèi)的地下水滲流方向則朝下,動(dòng)水力方向與重力一致,這種滲流方向增加了土體顆粒壓力,提高了土體的密實(shí)度,出現(xiàn)了良好的滲流固結(jié)效果,有利于邊坡穩(wěn)定。在井點(diǎn)周圍的土被大氣壓力所穩(wěn)定,真空井點(diǎn)群井構(gòu)成沿邊坡走向的真空連續(xù)墻,阻止側(cè)向滲流趨向基坑,消除了邊坡的滲流側(cè)壓力,這就增加了土層特別是軟土的有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度。
(3)避免流砂及軟土的軟弱流變現(xiàn)象和土體的潛蝕或管涌現(xiàn)象。
軟土和粉土、粉砂土層在動(dòng)水力的作用下易發(fā)生壓力傳遞現(xiàn)象,出現(xiàn)軟土滑動(dòng)及砂土的流砂現(xiàn)象,造成嚴(yán)重工程事故。真空井點(diǎn)降水止水方法在基坑開(kāi)挖前就已將開(kāi)挖土層的自由水排出,致使軟土出現(xiàn)滑動(dòng)和砂土層流砂的動(dòng)水力很小。
(4)顯著的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。
地下水位降低后,土內(nèi)水分已被排除,增加了邊坡的穩(wěn)定性,邊坡可改陡,減少挖土量,同時(shí)可省去大量支撐材料,提高工效和降低施工費(fèi)。真空井點(diǎn)設(shè)備抽吸的清水可成為施工場(chǎng)地的生產(chǎn)用水水源,外排的清水不會(huì)污染城市地下管網(wǎng)。
基坑內(nèi)的土體始終處于含水量較低狀態(tài)下,創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境,可以大規(guī)模地進(jìn)行機(jī)械化施工,大型土方施工,機(jī)械在抽干了水的條件下作業(yè),更能發(fā)揮其機(jī)械性能。
綜上所述,使用真空井點(diǎn)降水止水方法,具有良好的降水效果,明顯的止水帷幕作用,穩(wěn)定邊坡的作用,大大縮短工期及保障周圍施工環(huán)境安全等綜合效應(yīng)。
1. 真空井點(diǎn)降水原理
真空井點(diǎn)是人工降低地下水位的一種方法,它是沿基坑四周或一側(cè)將直徑較細(xì)的井管沉入深于基底的含水層內(nèi),井管上部與總管連接,通過(guò)總管利用抽水設(shè)備將地下水從井管內(nèi)不斷抽出,使原有地下水位降低到基底以下。
2. 真空井點(diǎn)布置及主要設(shè)備根據(jù)工程地質(zhì)特性和平面尺寸,井點(diǎn)布置成環(huán)形。
3. 真空井點(diǎn)系統(tǒng)由井點(diǎn)管、集水總管及抽水設(shè)備等組成。
4.當(dāng)基坑、基槽寬小于6m時(shí),且降水深度不超過(guò)5m時(shí),真空井點(diǎn)應(yīng)該按 單排布置 式來(lái)布置。
5.當(dāng)基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良,則宜采用雙排井點(diǎn)。
6.當(dāng)基坑面積較大時(shí),宜采用環(huán)形井點(diǎn)。