基坑排水与降水

降低地下水水位是土方施工中一项非常重要的措施。其目的在于疏干固结坑内土体，改善土方施工条件，提高支护结构的安全度。

　　1.基坑降水的分类

　　集水坑降水法

　　集水坑降水法是指基坑逐层开挖过程中，沿每层坑底四周设置排水沟和集水坑，通过水泵将集水坑内的积水抽走直至基坑开始回填时排水过程结束。集水坑降水法分为明沟排水法和盲沟排水法。适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘土层，或者基坑开挖较深，但采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕的基坑内降水，或者当采用井点降水法但仍有局部区域降水深度不足的，可用作辅助措施。

　　井点降水法

　　井点降水法是指在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管（井），再利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下，直至基础工程完工为止。适用于降水深度较大，或土质较差的情况。分为以下几类：

　　2.基坑降水的一般原则

　　（1）粘性土地基中，基坑开挖深度小于3m时，可采用集水坑降水，大于3m时，多采井点降水法。

　　（2）砂性土地基中，基坑开挖深度超过2.5m时，宜采用井点降水。

　　（3）降水深度超过6m时，宜采用多层轻型井点或喷射井点降水。

　　（4）放坡开挖或无隔水帷幕围护的基坑，降水井点宜设置在基坑外，有隔水帷幕围护的基坑，降水井点宜设置在基坑内。降水深度应不大于隔水帷幕的设置深度。

　　（5）基坑内降水，其降水深度应在基坑底以下0.5m到1m之间，且宜设置在透水性较好的土层中。

　　（6）井点降水应确保砂滤层施工质量，以保证出水效果，并且做到出水长清。

　　（7）坑外降水，为减少井点降水对周围环境的影响，可在降水管与受保护对象之间设置回灌井点和回灌砂井、砂沟。

　　3.降水过程中应注意的问题

　　（1）土方开挖前，必须保证一定的预抽水时间，一般轻型井点不少于7-10天，喷射井点或真空深井井点不少于20天。

　　（2）井点降水设备的排水口应与坑边保持一定距离，防止排出的水回渗入坑内。

　　（3）降水过程必须与坑外水位观测密切配合，注意可能由于隔水帷幕渗漏在降水时影响周围环境。

　　（4）拔除井点管后的孔洞，应立即用砂土（或其他替代材料）填实。对于穿过不透水层进入承压含水层的井管，拔除后应用粘土球填衬封死，杜绝井管位置发生管涌。

　　4.流砂的产生与防治

　　流砂现象是降水过程中极易发生的现象，是土方施工过程中一大安全隐患。因此对流砂的防治是安全措施中一项非常重要的任务：

　　当基坑挖土到达地下水位以下而土质为细砂或粉砂，又采用集水坑降水法，坑底下的土有时候会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。发生流砂现象时，土完全丧失承载力，土边挖边冒，且施工条件恶化，工人难以立足，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方，如果周围有建筑物，就会因地基被掏空而使建筑物下沉，倾斜甚至倒塌。

　　流砂是由于动水压力的方向由下往上，与重力的方向相反，减小土粒间的压力，即土粒除了受到水的浮力作用外，还受到动水压力向上的举托作用。如果动水压力大于或等于水的浸土重度，土粒就会处于悬浮状态，土的抗剪强度为零，土粒能随着渗流的水一起流动，发生流砂现象。由此可见，细颗粒，颗粒均匀，松散，饱和的非粘性土，更容易发生流砂。

　　流砂的防治途径主要有：减少或平衡水压力，设法使动水压力向下，截断地下水流。其具体措施有：

　　枯水期施工法。枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力不大，就不容易产生流砂。

　　抢挖并抛大石块法：即组织分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹篾，芦席并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法可解决局部的或轻微的流砂，但如果坑底冒砂较快，土已丧失承载力，则抛入坑内的石块就会沉入土中，无法阻止流砂。

　　设止水帷幕法。即将连续的止水支护结构（如连续板桩，深层搅拌桩，密排灌注桩等）打入基坑地面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力。防止流砂产生。此法造价较高，一般可结合挡土支护结构形成既挡土又止水的支护结构，从而减小土方的开挖量。

　　水下挖土法：即不排水施工，使基坑内外水压平衡，流砂无从发生。此法在沉井施工中经常采用。

　　人工降低地下水位法：即采用井点降水法，使地下水位降至基坑地面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流如基坑内，且增大了土粒间的压力，可有效地防止流砂的产生。

　　此外，还可以采用地下连续墙法，压密注浆法，土壤冻结法等，截止地下水流入基坑内，以防止流砂发生。