基坑降水方案浅议
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摘要：分析对比了多种基坑降水方案的优缺点及适用范围，并对基坑降水法存在的缺陷及施工中应注意的问题进行了阐述。
关键词：基坑降水；轻型井点；管井井点；电渗井点；引渗井点；缺陷
引言
随着各种大型工程的建设施工，基坑的开挖面积深度逐渐加大，同时引发的基坑降水问题便成为基坑施工过程中的重要组成部分。现有降水方法都各有其适用条件及优缺点，施工过程中应根据工程的实际状况，综合各种因素，选择适宜的降水方案。
1 降水方法
基坑降水方法主要有：明沟、集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、潜埋井降水等等。各种降水方法有其特点和适用情况，比较如下：
1)明沟、集水井降水。
明沟、集水井降水是一种人工排降法。适用于粘性土、砂土、填土和粉土类；渗透系数为7-20.0(m/d)并且水量不大的潜水；降水深度一般小于5m。它具有施工方便，用具简单，费用低廉的特点，在施工现场应用的最为普遍。当基坑坡面渗水较多时，采用此法坡面容易失稳。在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施，它主要用于排除上层滞水或水量不大的潜水。
2)轻型井点降水。
轻型井点降水是国内应用很广的降水方法，就是沿基坑四周将许多直径较小的井点管埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有的地下水位降至坑底以下。该方法适用于粘性土、砂土、填土和粉土类，土壤的渗透系数为0.1m/d-50m/d的土层中；降水深度为：单级轻型井点3-6m，多级轻型井点6m-12m。它比其他井点系统设备简单轻巧，施工污染小，对场地无要求，施工简单、安全、经济。但使用此法长时间降水时，对供电、抽水设备的要求较高。此法特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。
实际工程中，在含承压水和潜水的浅层地基土层中，土的水平和垂直渗透系数都很小，渗透性基本属于弱透水~不透水，但土的含水量较为丰富，尤其是淤泥和淤泥质土层，其含水量一般为50%-60%，由于土体中有有机质或透水性好的夹层等原因，施工经验上的排水量一直较大，基坑降、排水一般采用井点降水和明沟排水组合的方式。
3)喷射井点降水。
当基坑开挖要求降水深度大于6m时，如采用轻型井点就必须用多级井点。这会增加井点设备数量和基坑挖土量，延长工期等，往往不是经济的。此时宜采用喷射井点。喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成。喷射井管由内管和外观组成，在内管下端装有喷射扬水器与滤管相连，当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面。喷射井点系统能在井点底部产生250 mm水银柱的真空度，其降水深度可达8m-20m。适用的土质类型与土壤渗透系数与轻型井点相同。其最大的特点便是降水深度大，但其抽水系统和喷射井管很复杂，运行故障率较高，工作效率低且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。
4)电渗井点降水。
电渗井点适用于渗透系数小于0.1m/d，用一般井点不可能降低地下水位的含水层中，如黏土、亚黏土、淤泥和淤泥质黏土等，尤其宜用于淤泥排水。电渗井点以井点管作负极，以打入的钢筋或钢管作正极，当通以直流电后，土颗粒即自负极向正极移动，水则自正极向负极移动被集中排出。利用电渗现象能有效地把细粒土中的水抽吸排出。
它需要与轻型井点或喷射井点结合使用，其降低水位深度由配合使用的井型决定。在电渗井点降水过程中，应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整，并做好记录，因此比较繁琐。
采用电渗井点降水可以提高渗透性，缩短降水时间，提高降水效率。但是降水过程中，受土层的导电能力影响大，耗电较多。
5）引渗井点降水
引渗井点的降水原理是上层水在重力的影响下通过井管向下层水渗透，从而实现将水降到基坑底标高以下一定深度。
此法一般用于基坑底标高以上部分分布着多个含水层（包括浅水含水层）或滞水层而基坑下部有不含水的透水层或比较稳定的含水层，基坑底标高以上所有含水层或滞水层的重力水可以通过井孔管引导渗入到下部含水层中，下部含水层的混合水位低于基坑坑底标高500mm-1000mm的环境中。
引渗井点降水适用于粘性土和砂土，渗透系数为0.1-20.0m/d的土层中，降水深度由下部含水层的埋藏、水头及渗透性而定。
此法能有效疏干基土中的水分，促使土体固结，提高地基强度，使位于各种含水层以下的地基与基础工程施工有效避免地下水的影响，提供比较干的施工条件。同时也缩短了工期、提高了工程质量和保证施工安全，减少或避免了水泵的使用，比其他纯抽水降低地下水位施工节省了大量的人力、物力、财力，同时也避免了土坡土体侧向位移、周边土体和建筑物沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起。此法的运用取得了良好的经济效益和社会效益。但引渗井点降水法对底层结构条件的要求较高，只有在弱透水层下有厚强导水含水层的条件下才能使用。
6)管井井点降水。
管井井点就是沿基坑每隔20-50m距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。
此法适用于粉土、砂土、碎石土、可溶岩、破碎带，渗透系数大（K=20~200m/d）的土层，降水深度大于5米。可用于大面积、大降深以及轻型井点不易解决的场合。但该施工方法也有局限性，只适用于中、强透水层。在含水丰富的潜水、承压水、裂隙水等地质条件下应为较为适宜。
如要求降水深度较大，在管井井点内采用一般离心泵或潜水泵不能满足要求时，可采用特制的深井泵，即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位30-40m，有的甚至可以达到100m以上。常见的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。
7)大口井降水。
大口井降水法适用于砂土和碎石土，土壤的渗透系数为20m/d-200.0m/d的土层，降水深度小于20m。此法适宜在北方黄土层中使用，不用井壁保护，成本较低。但该法只适用于浅基坑降水；有时也作为辅助方法布置于基坑底部。其适用的地质条件与管井降水法相同。
8）潜埋井降水
潜埋井降水法适用于粘性土和砂砾土，土壤的渗透系数为0.1m/d-20.0m/d的土层，降水深度小于2m。应用此法能把基坑底和涵洞底部残留地下水抽走，在实施中要与其他降水方法配合使用。
2 施工中应注意的问题
采用基坑降水最大的缺陷就是容易引起临近建筑物的不均匀沉降，当沉降达到一定程度时就会造成临近建筑物的裂缝、倾斜甚至倒塌。因此在设计施工工程中必须高度重视对临近建筑物的影响，尽量把不均匀沉降值控制在允许的范围内，要对周围环境施行实时监控，确保基坑及周围建筑物的安全。
在选择降水方案时还应综合考虑场地条件及该建筑物设计施工资料、地质情况、场地地下水情况等多种影响因素。
3 结语
综上所述，在选择基坑降水方案时，要兼顾多种因素，综合考虑各个方案的优缺点，使得最终确定的方案达到经济、安全以及满足环境地质条件的目的。