在降水设计阶段可从前期环境调查、充分考虑基坑维护结构与降水的关系、合理安排井点降水施工、设置挡土帷幕和布设回灌水系统几个方面进行。
首先，开展前期环境调查，主要围绕以下四方面展开工作：
（1）查清工程地质及水文地质情况，即对该地段应有完整的地质勘探资料，包括地层分布，透水层和透晶体情况，以及其与水体的联系和水体水位变化情况，各层土体的渗透系数，土体的孔隙比和压缩系数等。
（2）查清地下贮水体，如周围的地下古河道，古水池之类的分布情况，防止出现井点和地下贮水体穿通的现象。
（3）查清上、下水管线，煤气管道、电话、电讯电缆，输电线等各种管线的分布和类型，埋设的年代和对差异沉降的承受能力，考虑是否需要预先采取加固措施等等。
（4）查清周围地面和地下建筑物的情况，包括这些建筑物的基础型式，上部结构型式，在降水区中的位置和对差异沉降的承受能力，降水前要查清这些建筑物的历年沉降情况和目前损伤的程度，是否需要预先采取加固措施等等。
第二步工作是在前期环境调查基础上，确定围护结构，围护结构的选择要充分考虑基坑围护结构与降水的关系，常见围护结构类型如下：
（1）围护结构插入隔水层中的坑内降水。如图5.1，这类围护结构本身是隔水的，并深入隔水层即潜水含水层底板之中。其渗流特征为：基坑内外无水力联系，降水时基坑外的地下水不受影响。因此，这类井点降水不会影响到坑外，但对围护结构的隔水性能要求较高。一般基坑深度小于10～15m。
图5.1 第1类地下水渗流特征图
（2）围护结构插入潜水含水层中的坑内降水。此时的坑内降水可以采取井点降水，也可以采取坑内集水井（坑）排水，如图5.2。此时地下水的渗流特征为：基坑内外水力相通，相互影响，在围护结构的外侧，形成类似于井点降水的降水曲线。这种围护结构的降水方案多用在基坑不是太深，小于10m的工程，围护结构还没有达到潜水含水层底板。
图5.2 第2类地下水渗流特征图
（3）各种围护结构的坑外降水。如图5.3，这种围护结构本身可以不隔水，只按围护结构所受的土压力、支撑力和本身的抗弯刚度以及整体稳定来设计。降水井在围护结构的外侧，其降水深度满足基坑内无水即可。此时地下水的渗流特征为：基坑内外地下水完全相通，井点管周围形成明显的降水漏斗曲线。这种降水方式对坑外地面沉降影响范围最大。
图5.3 第3类地下水渗流特征图
降水必然会形成降水漏斗，从而造成周围地面的机降，但只要合理使用井点，可以把这类影响控制在周围环境可以承受的范围之内，故此，在设计阶段除前期环境调查。选定合理围护结构外，还需选取适当的控制地面沉降的措施，目前常见的具体措施有以下几种：
（1）防范抽水带走土层中的细颗粒。在降水时要随时注意抽出的地下水是否有混浊现象。抽出的水中带走细颗粒不但会增加周围地面的沉降，而且还会使井管堵塞、井点失效。为此首先应根据周围土层的情况选用合适的滤网，同时应重视埋设井管时的成孔和回填砂滤料的质量。如上海地区，粉砂层大都呈水平向分布，成孔时应尽量减少搅动，把滤管设在砂性土层中。必要时可采用套管法成孔，回填砂滤料应认真按级配配制。
（2）适当放缓降水漏斗线的坡度。在同样的降水深度前提下，降水漏斗线的坡度越平缓，影响范围越大，而所产生的不均匀沉降就越小，因而降水影响区内的地下管线和建筑物受损伤的程度也愈小。根据地质勘探报告，把滤管布置在水平向连续分布的砂性土中可获得较平缓的降水漏斗曲线，从而减少对周围环境的影响。
（3）井点应连续运转，尽量避免间歇和反复抽水。轻型井点和喷射井点在原则上应埋在砂性土层内。对砂性土层，除松砂以外，降水所引起的沉降量是很小的，然而倘若降水间歇和反复进行，现场和室内试验均表明每次降水都会产生沉降。每次降水的沉降量随着反复次数的增加而减少，逐渐趋向于零，但是总的沉降量可以累积到一个相当可观的程度。因此，应尽可能避免反复抽水。
（4）防范开挖基坑时产生基底以下承压水而造成流砂，致使坑周产生大量地面沉陷。如图5.4所示，在开挖基坑底面下有一薄黏性土不透水层，其下又有相当厚度的粉砂层时，若降水时井点仅设在基底以下，面未穿入含水砂层，那么这层薄黏土层会承受上、下两面的水压力差ΔP=（H-h）γw，作用于黏土层下侧，产生向上的压力，若此压力大于该土层重量，便会造成坑底涌砂现象。对于该种情况，需将降水井管穿入黏土层下而的含水砂层中，释放下伏粉砂层中的承压水，降低承压水头，保证坑底稳定。
（5）如果降水现象周围有湖、河、浜导贮水体时，应考虑在井点与贮水体间设置挡土帷幕，以防范井点与贮水体穿通，抽出大量地下水而水位不下降，反而带出许多土颗粒，甚至产生流砂现象，妨碍深基坑工程的开挖施工。
图5.4 坑底承压水层与坑底涌砂
（6）在建筑物和地下管线密集等对地面沉降控制有严格要求的地区开挖深基坑，可采用坑内降水的方法，即在围护结构内部设置井点，疏干坑内地下水，以利开挖施工。同时，需利用支护墙体本身或另设挡土帷幕切断坑外地下水的涌入。要求挡水墙需有足够的入土深度，一般需较井点滤管下端深2m左右。这样即不妨碍开挖施工，又可大大减轻对周围环境的影响，收到良好效果。
（7）对不适宜采用井点降水的上层，不要盲目使用井点降水。特别是无夹砂层的粘性土层，其渗透系数很小，为10-4m/d数量级，这种土层基本是不透水的，在此类土层中采用轻型井点和喷射井点往往是无效的，反而可能会造成土颗粒的流失，效果适得其反。由于无夹砂层，故而不会产生流砂现象，如果为保证开挖稳定性，可采用放缓边坡坡度或加深支护墙体入上深度的方法予以解决。
当工程或环境对地面沉降要求较高时，在降水场地外侧有条件的情况下可设置一圈挡水帷幕，切断降水漏斗曲线的外侧延伸部分，减小降水影响范围，从而把降水对周围的影响减小到最低程度，一般挡水帷幕底标高应高于降落后的水位2m以上，如图5.5所示。常用的挡土帷幕有下列几种：
（1）深层水泥搅拌桩。深层水泥搅拌桩采用相互搭接施工方法，由于搅拌桩体的渗透系数不大于10-4m/d，因而可以形成连续的挡水墙。即可以在坑内降水时布置在板桩、灌注桩等支护墙体后面作为挡土帷幕，又可以直接作为侧向挡水帷幕。当采用深层水泥搅拌桩格栅型坝体作为重力式支护时，还可起到既挡上又挡水的作用。
（2）砂浆防渗板桩。将一排设有注浆管的工字形钢桩打入所需隔水帷幕的位置，然后边拔桩边注入水泥砂浆，形成一圈水泥砂浆隔水帷幕，施工可采用20-30号工字钢，工程质量的关键是确保工字形钢桩的垂直度和注浆的密实度。
图5.5 设置挡水帷幕减少不利影响
1—井点管；2—挡水帷幕；3—坑外建筑物浅基础；4—坑外地下管线
（3）树根桩隔水帷幕。采用桩径ϕ200～ϕ300mm的树根桩、不用钢筋笼，在桩孔投入碎石后，再压入纯水泥浆成桩，桩与桩之间互相搭接，一般搭接50～100mm，由此形成一道隔水帷幕。施工可采用一般的工程地质钻机，采用跳打的工艺流程，以防穿孔。工程质量的关键是确保桩体有良好的垂直度及桩间搭接，不能有塌孔和缩颈等现象，必要时可在跳打先成桩的施工中采用钢套管成孔，而后边拔套管边注浆。
（4）直接利用可以挡水的挡土结构作为挡土帷幕，如钢板桩、地下连续墙等。
降水对周围环境的不利影响主要是由于漏斗形降水曲线引起周围建筑物和地下管线基础的不均匀沉降造成的，因此，在降水场地外缘设置回灌水系统保持需保护部位的地下水位，可消除所产生的危害。回灌水系统包括回灌井点和砂沟、砂井回灌两种型式：
（1）回灌井点技术。回灌井点就是在降水井点和要保护的地区之间打一排回灌井点，在利用降水井点降水的同时利用回灌井点向土层内灌入一定数量的水，形成一道水幕，从而减少降水以外区域的地下水流失，使其地下水位基本不变，达到保护环境的目的。回灌井点的布置和管路设备等与抽水井点相似，仅增加回灌水箱、闸阀和水表等少量设备。抽水井点抽出的水通到贮水箱，从用低压送到注水总管，多余的水用沟管排出。另外回灌井点的滤管长度应大于抽水井点的滤管，通常为2～2.5m，井管与井壁间回填中粗砂作为过滤层。由于回灌水时会有Fe（OH）2沉淀物、活动性的锈蚀及不溶解的物质积聚在注水管内，在注水期内需不断增加注水压力才能保持稳定的注水量。对注水期较长的大型工程可以采用涂料加阴极防护的方法，井在贮水箱进出口处设置滤网，以减轻注水管被堵塞的对象。注水的过程中应保持回灌水的清洁。回灌保护区内应设地下水位观测井，连续记录地下水位的变化。通过凋节注水系统的压力使地下水尽可能保持原始的天然地下水位位置。
（2）砂沟、砂井回灌水。即在降水井点与被保护区域之间设置砂井作为回灌井，沿砂井布置一道砂沟，然后将井点抽出来的水适时适量地排入砂沟，再经砂井回灌到地下，从而保证被保护区域地下水位的基本稳定，达到保护环境的目的。实践证明其效果是良好的。需要说明的是，采用回灌技术时，要防止降水和回灌两井相通，即回灌井点、回灌砂井或回灌砂沟与降水井点的距离一般不宜小于6m，以防降水井点仅抽吸回灌井点的水，而使基坑内水位无法下降，失去降水的作用。砂井或回灌井点的深度应按降水水位曲线和土层渗透性来确定，一般应控制在降水曲线以下1m。回灌砂沟应设在透水性较好的土层内。
除以上基坑降水地面沉降的控制方法外，有许多地区经验根据场地土的颗粒级配、渗透系数、基坑开挖深度等进行选择，此类方法可为降水方案的选取提供依据，上海地区这方面的经验较多（表5.1，表5.2）。
表5.1 上海地区土的近似渗透系数和降水方法的关系
注：喷射井点应根据渗透系数确定管径。
表5.2 挖土深度和降水方法的关系