浅谈深基坑降水技术选择
摘要：在地下水位较高地区进行基础施工，降低地下水位，为基础结构施工提供一个干燥的作业环境是关键的。
基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。
关键词：深基坑降水技术在高水位或软弱土层含水丰富地区进行深基坑的开挖必须进行工程降水，工程降水为基坑开挖提供干燥施工环境，对加固土体和稳定边坡、减小地下水的危害也有很重要的作用。
但是工程降水会使基坑周围渗流场变得复杂，如果不能正确分析，势必会引起误差甚至错误，同时对水土压力分布及基坑性状产生影响，还会引起坑外地下水位的降低导致地面沉降影响环境等。
高层建筑和地下工程的构筑物中，几乎每年都有因流砂、管涌、坑底失稳、坑壁坍塌等引起的工程事故，造成周围地下管线和建筑物不同程度的损坏。
因此在基坑工程中中通常须降低地下水水位，以保证工程施工的顺利进行。
在基坑开挖施工中，为了避免上述的地下水对基坑产生的不良影响、防止坑壁土体坍塌、确保干作业下的施工环境、保证施工的安全和工程质量，必需降低地下水水位。
基坑降水的作用，主要有截住基坑坡面及基底的渗水；增加边坡的稳定性，并防止基坑边坡或基底的土粒流失；减少板桩和支撑的压力，减少隧道内的空气压力；改善基坑和填土的特性；防止基底的隆起与破坏。
一、深基坑降水的方法 降水方法是指采用各类井点降低地下水位的方法。
目前常见的有明沟加集水井排降法、轻型井点法、喷射井点法、管井井点法、深井井点法和综合井点法等。
明沟排水是在基坑内设置排水沟和集水井，用抽水机械直接将地下水从集水井内排出，以达到疏干基坑内地下水的目的。
轻型井点抽水是利用真空原理，使土中的水分和空气受真空吸力作用而产生水气混合液，由管路系统向上被吸入到水气分离器中。
空气从分离器上部真空排出，而水经离心泵由水管排出。
轻型井点是国内外应用较广的一种降水方法，它比其他井点系统施工简单、安全、经济，特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。
轻型井点适用的土层渗透系数偏小时，需要采用在井点管顶部用粘土封顶和保证井点系统各连结部位的气密性等措施，以提高整个井点系统的真空度，才能达到良好的降水效果。
轻型井点系统在平面上可布置成单排、双排、环状等形式，具体应根据降水要求及基坑形状来确定。
喷射井点是采用高压水泵将压力工作水经水管压入井点内外之间形成空间，并经过喷射器两边的侧孔流向喷嘴。
由于喷嘴截面的突然变小，喷射水流加快(一般流速达30m/s以上)，这股高速水流喷射之后，在喷嘴射出的水柱周围形成负压，从而将地下水和土中空气吸入并带至混合室。
其主要优点是降水深度大，但由于需要双层井点管，喷射器设在井孔底部，有二根总管与各井点管相连，地面管网敷设复杂，工作效率低，管理困难。
管井井点降水方法是利用钻孔成井，围绕开挖的基坑每隔20~50m设置一管井，每个管井单独用一台水泵(离心泵或潜水泵)进行抽取地下水，以达到降低地下水位的方法。
管井井点适用于用轻型井点不易解决的、一般用于渗透系数大于0.1，地下水丰富的砂土、砂质土、粉土与碎石土等土层。
管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点，可代替多组轻型井点作用。
当降水深度很大、管井深度大于15m，在管井内用一般的水泵不能满足时，可改用特制的深并泵。
深井井点适用于水量大、降水深的场合，当土粒较粗、渗透系数很大，而透水层厚度也大时，此时采用深井井点较为适宜。
其优点是降水的深度大、范围也大，因此可布置在基坑施工范围以外，使其排水时的降落曲线达到基坑之下。
二、深基坑降水技术方法选择降水工程设计采用的技术方法，可根据降水深度、含水层岩性和渗透性来确定。
2.1明排井（坑）应符合下列要求：１适用条件：（１）不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的粘性土、砂土，碎石土的地层；（２）基坑或涵洞地下水位超出基础底板或洞底标高不大于２．０ｍ。
２布置原则：（１）基坑周围或坑道边侧设置明排井、排水管沟，应与侧壁保持足够距离；（２）明排井、排水管沟不应影响基坑和涵洞施工。
2.2 点井降水应符合下列要求：１适用条件：（１）粘土、粉质粘土、粉土的地层；（２）基坑（槽）边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象；（３）地下水位埋藏小于６．０ｍ，宜用单级真空点井；当大于６．０ｍ时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井；（４）基坑场地有限或在涵洞、水下降水的工程，根据需要可采用水平、倾斜点井降水方法。
点井间距０．８～２．０ｍ，距边坡线至少１．０ｍ。
采用水平点井时，点井布置在含水层的中下部；采用倾斜点井时，点井应穿过目的含水层；采用多级点井时，点井的基坑平台级差宜为４～５ｍ；（２）喷射点井间距１．５～３．０ｍ；（３）电渗点井管（阴极）应布置在钢筋或管制成的电极棒（阳极）外侧０．８～１．５ｍ，露出地面０．２～０．３ｍ；（４）接力点井的降水深度大于单级点井降水深度时，其点井间距可略大于单级点井间距，并应由试验确定。
2.3 引渗井降水应符合下列要求：１适用条件：（１）当含水层的下层水位低于上层水位，上层含水层的重力水可通过钻孔引导渗入到下部含水层后，其混合水位满足降水要求时，可采用引渗自降；（２）通过井孔抽水，使上层含水层的水通过井孔引导渗入到下层含水层，使其水位满足降水要求时，可采用引渗抽降；（３）当采用引渗井降水时，应预防产生有害水质污染下部含水层。
２布置原则：（１）引渗井可在基坑内外布置，井间距根据引渗试验确定，井距宜为２．０～１０．０ｍ；（２）引渗井深度，宜揭穿被渗层，当厚度大时，揭进厚度不宜小于３．０ｍ。
2.4 管井降水应符合下列要求：１适用条件：（１）第四系含水层厚度大于５．０ｍ；（２）基岩裂隙和岩溶含水层，厚度可小于５．０ｍ；（３）含水层渗透系数Ｋ‘‘值宜大于１．０ｍ/ｄ。
２布置原则：（１）降水管井应布置在基坑边线１．０ｍ以外；（２）根据抽水试验的浸润曲线，当井间地下分水岭的水位，低于设计降水深度时，应反算井距和井数；（３）基坑范围较大时，允许在基坑内临设降水管井和观测孔，其井、孔口高度宜随基坑开挖而降低。
2.5 大口井降水应符合下列要求：１适用条件：（１）第四系含水层，地下水补给丰富，渗透性强的砂土、碎石土；（２）地下水位埋藏深度在１５．０ｍ以内，且厚度大于３ｍ的含水层。
当大口井施工条件允许时，地下水位深度可大于１５ｍ；（３）布设管井受场地限制，机械化施工有困难。
２布置原则：（１）大口井井周距基坑边侧处应大于１．０ｍ；（２）大口井可单独使用，亦可同引渗井、管井、辐射井组合使用；（３）特殊施工条件下，也可布置在基坑中心，采用潜埋井技术。
2.6辐射井降水应符合下列要求１适用条件：（１）降水范围较大或地面施工困难；（２）粘性土、砂土、砾砂地层；（３）降水深度４～２０ｍ。
２布置原则：（１）辐射井的布置，应使其辐射管最大限度的控制基坑降水范围；（２）当含水层较薄时，宜单层对应均匀设置辐射管，辐射管的根数，宜每层采用６～８根；含水层较厚或多层时，宜设多层辐射管或倾斜辐射管；（３）最下层辐射管距井底应大于１．０ｍ；（４）辐射管的长度宜为２０～５０ｍ；（５）辐射管直径宜为５～１５ｃｍ。
2.7潜埋井降水应符合下列要求：１适用条件：（１）基坑或涵洞底部含水层可为粘土、砂土或砾砂；（２）因降水条件限制，基坑或涵洞底部残留水体宜小于２．０ｍ。
２布置原则：（１）潜埋井应布置在排降残存水影响最大的部位；（２）潜埋井应考虑基坑出土、排水、封底的方便。
三、降水过程中应注意的问题及应对措施(1)为防止降水引起临近建筑物及路面、管线出现过大沉降，在降水井点管与建筑物、管线、路面间设置了回灌井点，持续用清水回灌，补充该处的地下水，使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围，使地下水保持基本不变；(2)冬期施工时，在井点联结总管上覆盖上保温材料以防止管道被冻坏；(3)井点管应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀总管相连；(4)夏季施工时，由于连遭暴雨，边坡产生流砂、坍方、坑内严面用重积水现象，工程采用如下应急预案：用塑料薄膜在下雨前将边坡覆盖保护好，并备好足够的抽水设备(潜水泵、泥浆泵、水泵、电箱)及人员，及时将雨水排出坑外；及时清理排水明沟及沉淀池内的淤泥。
由于措施得力，基坑未出现开挖坡面大面积坍方现象；(5)降水过程中个别井点管不能正常工作，经检查后发现井点管下部的滤管没有绑扎好，重新绑扎后该井点管恢复正常工作；(6)降水过程中个别机组抽水量过小，经检查后发现是管路的密封性不好，有漏气现象，重新安装后该机组恢复正常工作。
参考文献： [1] 陈哲成. 高层建筑深基坑降水施工技术的探讨[J]. 建筑安全, 2010, (08)[21] 陈哲成. 高层建筑深基坑降水施工技术的探讨[J]建筑安全, 2010, (08) .[3] 江科. 建筑深基坑降水方案研究[J]山西建筑, 2010, (15) . 毕业论文网。