(一)排水降水技術(shù)簡介

為保證基坑內(nèi)旱地施工，以及減小坑壁支護(hù)所受的水壓力，基坑施工時(shí)需要在基礎(chǔ)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(diǎn)法降低地下水位，使坑底稱為旱地；如果在基坑內(nèi)排水或降水都有困難，可采用水下澆筑混凝土，進(jìn)行水下施工。

1.匯水井排水

其要點(diǎn)是：在基坑內(nèi)基礎(chǔ)范圍外低處挖匯水井，并從井開始在基礎(chǔ)外周圍挖排水溝（邊溝)，使流進(jìn)坑內(nèi)的水沿邊溝流入?yún)R水井。

在匯水井內(nèi)抽水采用普通離心水泵等抽水機(jī)。匯水井井底應(yīng)低于坑底或邊溝底，一般不小于1m,以便在井內(nèi)用水泵抽水時(shí)將水面降至坑底以下。匯水井井壁要加以支護(hù)；井底鋪一層粗砂或碎石層，以保護(hù)井底下的土在抽水時(shí)不被帶走。長基坑可沿邊溝每隔適當(dāng)距離設(shè)匯水井。如基底較寬而坑底范圍有限時(shí)，方可將邊溝設(shè)在基礎(chǔ)范圍以內(nèi)，但在基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)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(shè)備簡單，費(fèi)用低。但是當(dāng)?shù)鼗鶠榉凵啊⒓?xì)砂等透水性較小且黏聚力也小的土層時(shí)，匯水井排水可能是不安全的。在排水過程中，坑外的水流經(jīng)板樁底端以下向上流進(jìn)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(shí)，土粒就處于“浮揚(yáng)”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(jié)果是地基破壞，坑壁下陷和坍塌。在可能發(fā)生上述現(xiàn)象的情況，就只好放棄匯水井排水，而改為井點(diǎn)法降水或水下施工。

2.井點(diǎn)法降水

采用井點(diǎn)法降水時(shí)，其設(shè)備有多種類型，如輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等，必須根據(jù)不同土層的透水性來選擇。

(1)輕型井點(diǎn)

輕型井點(diǎn)降水其要點(diǎn)為：在基坑外圍每隔一定距離進(jìn)行鉆孔（或沖孔），埋下直徑為38~50mm的井點(diǎn)管，埋好后，井點(diǎn)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(diǎn)管在地面上通過總管與抽吸設(shè)備相聯(lián)。井點(diǎn)管下部為濾管，低于坑底一定深度。當(dāng)抽水時(shí)，地下水流向坑外的、且比坑底低的濾管，這就使基坑范圍內(nèi)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(diǎn)系統(tǒng)在工作過程中各種水頭的損失，一級（層）輕型井點(diǎn)實(shí)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(diǎn)，但降低水深不超過10m。

如果需要降低水深超過10m,則應(yīng)采用噴射井點(diǎn)。

(2)噴射井點(diǎn)

噴射井點(diǎn)的特點(diǎn)為：井點(diǎn)管的濾管以上部分有內(nèi)外兩層，勾管下端連接噴射揚(yáng)水器。抽水過程是：用高壓水泵把7~8個(gè)大氣壓的高壓水送進(jìn)外管，向下經(jīng)由噴射揚(yáng)水器的進(jìn)水窗，向上由噴嘴噴出。噴出時(shí)流速急劇增加，壓力水頭相應(yīng)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(nèi)外壓力差使地下水由濾管被吸人井點(diǎn)管并上升至噴射揚(yáng)水器，經(jīng)噴嘴兩側(cè)與噴嘴射出的高速水流一起進(jìn)入混合室，并在此相互混合后，經(jīng)喉管進(jìn)入擴(kuò)散室，流速漸減，高速水流具有的速度水頭漸轉(zhuǎn)為壓力水頭，故能經(jīng)內(nèi)管自行揚(yáng)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(jìn)行工作，多余的水由低壓離心泵排走。

(3)深井井點(diǎn)

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

深井井點(diǎn)系統(tǒng)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(nèi)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(diǎn)的布置根據(jù)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(diǎn)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(yīng)高度重視對水的治理。統(tǒng)計(jì)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?；庸こ痰姆浪徒怠⑴潘鞘玛P(guān)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(jìn)行治水的，尚應(yīng)充分考慮各種措施間的相互影響，根據(jù)基坑所處的地質(zhì)、地下水和氣候等條件認(rèn)真進(jìn)行基坑治水方案設(shè)計(jì)，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(shù)規(guī)程》(TB10303一2009)規(guī)定：

(1)基坑防水和降、排水施工應(yīng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

(2)基坑降、排水時(shí)，對周邊的建（構(gòu)）筑物應(yīng)加強(qiáng)觀測，必要時(shí)采取防范措施。

(3)在降、排水過程中，當(dāng)出現(xiàn)大量涌砂、涌水、坑壁坍塌等情況時(shí)，應(yīng)停止抽水，采取加固措施。

(4)拆除多層井點(diǎn)應(yīng)自底層開始逐層向上進(jìn)行，在下層井點(diǎn)拆除中，上部各層井點(diǎn)應(yīng)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(shí)應(yīng)考慮在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外圍設(shè)置隔水帷幕。