当基地面标高处于地下水位以下时，则必须采取人工降水措施，降水的方法有集水井降水法和井点降水法。
今天就为大家讲讲集水井降水法。
（1）集水井的工作原理
集水井降水也称基坑排水，是指在基坑开挖过程中，在基坑底设置集水井，并在基坑底四周或中央开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽走的一种施工方法（图 1.2.4）。
特点为设备简单，管理维护方便，主要适应于土质情况较好，地下水不很旺的情况。
图 1.2.4-a 集水井降水立面图
1- 排水沟；2- 集水井；3- 反滤层；4- 进水口；5- 撑杠；6- 竖撑板；7- 撑板
图 1.2.4-b 集水井降水剖面图
1- 水泵；2- 排水沟；3- 集水井；4- 排水管；5- 降落曲线；6- 水流曲线
（2）集水井及排水沟的设置
集水井应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔 20～40m 设置一个。直径和宽度 0.6～0.8m；深度低于挖土面 0.7～1m；集水井底低于基坑底 1～2m；井底铺碎石滤水层，坑壁加固以免泥砂流失。
排水沟底宽应不少于 0.3m。沟底设有 0.2%-0.5% 的纵坡，使水流不致堵塞。在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低 0.4-0.5m。在基础施工阶段，排水沟应距离基础有足够远的距离且适当保护，并保证排水畅通。
（3）降水设备的选用
集水降水法是用水泵从集水井中排水，常用的水泵有潜水泵（图 1.2.5）、离心式水泵（图 1.2.6）和泥浆泵（图 1.2.7）。
图 1.2.5 潜水泵
图 1.2.6 离心式水泵
图 1.2.7 泥浆泵
（4）流砂以及防治
1）动水压力
静水中有静水压力，动水中有动水压力。在地下水流同样也有压力，它在地下水动力学中称为“渗透压力”。当坑底和地下水面存在水头差，水在渗流过程中受到土粒的阻力（T），而水则对土粒产生一种反力（Gd），这种反力叫动水压力。动水压力 Gd 的大小与水力坡度成正比，如图 1.2.8 所示：
图 1.2.8 动水压力原理图
（a）水在土中渗流的力学现象；（b）动水压力对地基土的影响
1、2-土颗粒
由上式可以看出，动水压力 GD 与水力坡度 I 成正比，水位差越大，动水压力越大，而渗透路程越长，动水压力越小。
2）流砂现象
产生流砂现象主要是由于地下水的水力坡度大，即动水压力大，而且动水压力的方向（与水流方向一致）与土的重力方向相反。因此，土不仅受到水的浮力，而且受到动水压力的作用，有向上举的趋势，如图 1.2.8 所示。
当动水压力等于或大于土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随地下水一起涌入基坑，即发生流砂现象。即：
流砂宜发生在细砂、粉砂、亚砂土中。在粗大砂砾中，因孔隙大，水在其间流过时阻力小，动水压力也小，不易出现流砂。
3）流砂的防治：
发生流砂的重要条件是动水压力的大小和方向。防止流砂的途径：减小或平衡动水压力；设法使动水压力的方向向下；增加渗流路线和截断地下水流。防止流砂的主要措施：
①在枯水期施工，减少动水压力；
②抛大石块，以平衡动水压力；
③打板桩，增加水流途径，减少动水压力；
④水下挖土，平衡或减少动水压力；
⑤井点降低地下水位，使动水压力向下；
⑥搅拌桩或地下连续墙，截水，支承土水压力；
⑦采用冻结法施工工艺 [1]。
4）管涌冒沙
此外当基坑坑底位于不透水层内，而其下面为承压水的透水层，基坑不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，基坑底部便可能发生管涌现象 (图 1.2.9)，即：
图 1.2.9 管涌冒砂
1-不透水层；2-透水层；3-压力水位线；4-承压水的顶托力
式中：
H– 压力水头（m）
h– 坑底不透水层厚度（m）
rw– 水的重力密度（1000kg/m3）
r– 土的重力密度（kg/m3）
