对流砂、管涌的防治措施.doc

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1、对流沙、管涌的预防措施流沙、管涌成因的分析3.1流沙、管涌的成因土体在受水浸泡饱和时，土粒中亲水胶体颗粒吸水膨胀使土粒的密度减小，当在动水压力的作用下，动水压力超过土粒的重力时，土粒产生悬浮流动，即形成流沙。动水压力是产生流沙的一个重要因素。产生流沙的临界条件为：I=（ρ-1）（1-n）I—临界水力坡度ρ—土粒密度n—土的孔隙率在基础施工中易形成流沙的情况一般有如下几种：（1） 坑内采用明排水，坑外地下水位高于坑内抽水水位，地边坡上的地下水渗出点部位易出现流沙。（2） 基坑开挖深度超过降水设施的有效降水深度，坑底易出现流沙。（3） 基坑降水效果不佳，在土中含水率大于30%或孔隙率大于4

2、3%时，在有效降水浸润线以下易出现流沙。（4） 土层中有厚度大于250mm的粉砂夹层，粉砂层的渗透系数远大于其它土层，地下水从粉砂夹层中横向流出。（5） 深坑附近的人工地下水管渗漏，影响基坑降水的预期效果。4.1施工方案的设计与论证（1）为保证深基础施工时基坑不积水，在深基础施工之前，首先应根据地质钻探资料和工程实际情况，设计深基础施工的降水方案。通常采用的基坑降水方法有人工降水、抗渗围护等，无论采用什么方案，方案中应对坑中待挖土中的地下水位变化情况进行必要的验算，使降水措施满足地下水位浸润线低于开挖底标高以下500mm的施工条件。（2）凡在深基坑开挖施工中，如发现有地下承压水，应事先

3、探明承压水头、不透水层的标高和厚度，并对坑底土体进行抗浮托能力验算。（3）对工程所在地的类似深基础施工情况进行必要的调研，吸取其它工程在深基础施工中的经验与教训。4.2深基础施工实施过程的措施4.2.1预防和处理流沙、管涌的原则是“减少或平衡动水压力”。如根据监测和验算，基坑降水或坑底土抗浮达不到施工要求，应采取相应的措施使其达到施工要求。4.2.2预防流沙、管涌的基本方法（1）一般预防措施：a）井点施工时，井点立管的砂井成孔应完整，砂石填充高度应高于正常地下水位并要填充密实。b）采用基坑人工降水时，在开挖之前，应在基坑范围内设置地下水位观测井，监测人工降水的效果；c）当发现有承压水和

4、不透水层以后，在采用轻型井点降水时，井点立管不应穿过不透水层；d）对于穿过不透水层的桩基，如果土方开挖标高低于承压水头标高，则有必要对桩周围进行注浆加固，以避免承压水沿桩周边上泛形成管涌。（2）井点降水法：a）当出现流沙时，应立即停止开挖，并回填深坑将流沙埋没，或在深坑中注水，以平衡渗流的动水压力。然后在深坑周围立即补下二级（或三级）井点，待二级（三级）井点降水使地下水浸润线低于开挖范围以下500mm后，再继续开挖施工。b）当深坑接近承压水层时或经计算坑底土体的抗浮不能满足稳定要求时可采用点井管穿过不透水层直接抽取不透水层下的承压水，以降低承压水头，从而避免因承压水头过大而形成管涌。由

5、于地下承压水流量大，不宜采用轻型井点，应采用出水量较大的喷射井点或管井降水。c）井点降水法的原理如图1所示。深井的布置量、布置深度应根据承压含水层的承压水头H、承压水土层渗透系数K，单井出水能力q和要求降低水头量S经计算确定。（3）土体抗渗加固截水法：当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑底井点降水相结合（如图2）或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案（如图3）。在土体开挖之前，对深基坑四周抗渗薄弱的土体进行抗渗加固。土体抗渗加固的方法有深层搅拌桩加固、粉喷桩加固、压密注浆加固及劈力注浆加固等方法。土体抗渗加固的水泥掺量可根据试验确定，一般浆喷深层搅拌的水泥掺

6、量宜为被加固土重量的15%~18%；粉喷深层搅拌的水泥掺量宜为被加固土重量的13%~16%；注浆加固的浆液注入率一般为被加固土体重量的15%~20%，浆液配合比：水泥：粉煤灰：水玻璃=1：1：0.04。加固的范围（深度和厚度）可经过计算确定，被加固的土体具有一定强度和较高抗渗能力，形成一截水帷幕，截水帷幕的渗透系数不宜小于1.0×10-6cm/s，可保证深坑开挖时，不会出现流沙或管涌现象。当采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案时（如图3），应对坑底加固土体的抗浮稳定进行验算。5、出现流沙、管涌时的应急措施5.1基础出现管涌时的应急措施5.1.1集水井强排法集水井强排法前提是基坑底标

7、高在不透水层以上，且待挖土体中的地下水浸润线标高低于坑底标高。如果由于地下承压水的作用基坑出现管涌，应立即采用细石或绿豆砂将管涌口覆盖以减少涌水口的砂土流失，同时在坑底挖临时集水坑用水泵进行明排水，对坑中土进行抢挖。当挖土至坑底标高后，将图（4）中所示的集水井埋入坑底土中，采用潜水泵排水，并在管涌点到集水井之间做排水盲沟使管涌的流水沿盲沟流入集水井。如果管涌点过多，则应在坑底做细石或绿豆砂垫层。集水井可采用直径在600~800mm左右的铁皮桶（