(一)排水降水技術簡介

為保證基坑內旱地施工，以及減小坑壁支護所受的水壓力，基坑施工時需要在基礎四周挖邊溝和匯水井以排出基坑積水。若直接排水有困難，可采用井點法降低地下水位，使坑底稱為旱地；如果在基坑內排水或降水都有困難，可采用水下澆筑混凝土，進行水下施工。

1.匯水井排水

其要點是：在基坑內基礎范圍外低處挖匯水井，并從井開始在基礎外周圍挖排水溝（邊溝)，使流進坑內的水沿邊溝流入匯水井。

在匯水井內抽水采用普通離心水泵等抽水機。匯水井井底應低于坑底或邊溝底，一般不小于1m,以便在井內用水泵抽水時將水面降至坑底以下。匯水井井壁要加以支護；井底鋪一層粗砂或碎石層，以保護井底下的土在抽水時不被帶走。長基坑可沿邊溝每隔適當距離設匯水井。如基底較寬而坑底范圍有限時，方可將邊溝設在基礎范圍以內，但在基坑挖至設計標高后，要用碎石填滿邊溝，才能在上面砌筑圬工。

匯水井排水法設備簡單，費用低。但是當地基為粉砂、細砂等透水性較小且黏聚力也小的土層時，匯水井排水可能是不安全的。在排水過程中，坑外的水流經板樁底端以下向上流進匯水井，水在土中的滲流會給土粒施加一種動水壓，稱為滲透力。如果向上的滲透力超過了坑底下地基土在水中的浮容重時，土粒就處于“浮揚”狀態(tài)，或者說被向上的水流“沖”起來了。這就是工程上常說的“涌砂”、“管涌”或“流砂”，其結果是地基破壞，坑壁下陷和坍塌。在可能發(fā)生上述現象的情況，就只好放棄匯水井排水，而改為井點法降水或水下施工。

2.井點法降水

采用井點法降水時，其設備有多種類型，如輕型井點、噴射井點、深井井點等，必須根據不同土層的透水性來選擇。

(1)輕型井點

輕型井點降水其要點為：在基坑外圍每隔一定距離進行鉆孔（或沖孔），埋下直徑為38~50mm的井點管，埋好后，井點管周圍填以砂礫作為過濾層，上面用黏土填封、以防漏氣。井點管在地面上通過總管與抽吸設備相聯。井點管下部為濾管，低于坑底一定深度。當抽水時，地下水流向坑外的、且比坑底低的濾管，這就使基坑范圍內的地下水降至坑底以下，既保證旱地工作條件，并消除坑底下地基土發(fā)生“涌砂”的可能。

由于井點系統在工作過程中各種水頭的損失，一級（層）輕型井點實際能降低水深約5~6m,如果需要降低水位更深一些，可采用二級（上下兩層）輕型井點，但降低水深不超過10m。

如果需要降低水深超過10m,則應采用噴射井點。

(2)噴射井點

噴射井點的特點為：井點管的濾管以上部分有內外兩層，勾管下端連接噴射揚水器。抽水過程是：用高壓水泵把7~8個大氣壓的高壓水送進外管，向下經由噴射揚水器的進水窗，向上由噴嘴噴出。噴出時流速急劇增加，壓力水頭相應驟降，將噴嘴口周圍空氣樁打入急流帶走，形成高度真空。管內外壓力差使地下水由濾管被吸人井點管并上升至噴射揚水器，經噴嘴兩側與噴嘴射出的高速水流一起進入混合室，并在此相互混合后，經喉管進入擴散室，流速漸減，高速水流具有的速度水頭漸轉為壓力水頭，故能經內管自行揚升到地面，流入循環(huán)水池，由高壓水泵抽出并重新變?yōu)楦邏核M行工作，多余的水由低壓離心泵排走。

(3)深井井點

深井井點降水的工作原理是利用深井進行重力集水，在井內用長軸深井或用潛水泵進行排水以達到降水或降低承壓水壓力的目的。對于滲透系數較大(K≥10-4cm/s)、涌水量大、降水較深（可達50)的砂土、砂質粉土及用其他井點降水不易解決的深層降水，可采用深井井點系統。深井井點的降水深度不受吸程限制，由水泵揚程決定，在要求水位降低5m以上，或要求降低承壓水壓力時，排水效果好。其井距大，對施工平面干擾小。

深井井點系統由深井、井管和深井泵（或潛水泵）組成。深井由鉆孔、濾水管、吸水管和沉砂管組成，可用混凝土管、鋼筋籠或鋼管制作，內徑宜大于潛水泵外徑50mm。深井泵是將集中在深井中的地下水提到地面的工具。

深井井點的布置根據基坑的平面形狀及所需降水深度，沿基坑四周呈環(huán)形或直線形布置，井點一般沿工程基坑周圍離開邊坡上緣0.5~1.5m,井距一般為30m左右。

(二)基坑排水降水安全

基坑工程施工應高度重視對水的治理。統計表明，70%以上的基坑工程事故是水害引發(fā)的，包括地下水、地面水、暴雨、管道滲漏及原土中含水量過高等因素。基坑工程的防水和降、排水是事關基坑工程成敗的大事，必須十分重視。防水、降水和排水措施均有一定的適用條件，采用兩種或兩種以上方法配合進行治水的，尚應充分考慮各種措施間的相互影響，根據基坑所處的地質、地下水和氣候等條件認真進行基坑治水方案設計，確保不因水害引發(fā)基坑工程事故。

因此《鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程》(TB10303一2009)規(guī)定：

(1)基坑防水和降、排水施工應進行方案設計。

(2)基坑降、排水時，對周邊的建（構）筑物應加強觀測，必要時采取防范措施。

(3)在降、排水過程中，當出現大量涌砂、涌水、坑壁坍塌等情況時，應停止抽水，采取加固措施。

(4)拆除多層井點應自底層開始逐層向上進行，在下層井點拆除中，上部各層井點應繼續(xù)抽水。

(5)在地下水位較高，基坑降、排水措施效果不佳時應考慮在基坑圍護結構外圍設置隔水帷幕。