-.z.對(duì)流沙、管涌的預(yù)防措施流沙、管涌成因的分析3.1流沙、管涌的成因土體在受水浸泡飽和時(shí)，土粒中親水膠體顆粒吸水膨脹使土粒的密度減小，當(dāng)在動(dòng)水壓力的作用下，動(dòng)水壓力超過(guò)土粒的重力時(shí)，土粒產(chǎn)生懸浮流動(dòng)，即形成流沙。動(dòng)水壓力是產(chǎn)生流沙的一個(gè)重要因素。產(chǎn)生流沙的臨界條件為：I=（?-1）（1-n）I—臨界水力坡度?—土粒密度n—土的孔隙率在基礎(chǔ)施工中易形成流沙的情況一般有如下幾種：（1）坑內(nèi)采用明排水，坑外地下水位高于坑內(nèi)抽水水位，地邊坡上的地下水滲出點(diǎn)部位易出現(xiàn)流沙。（2）基坑開(kāi)挖深度超過(guò)降水設(shè)施的有效降水深度，坑底易出現(xiàn)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43%時(shí)，在有效降水浸潤(rùn)線以下易出現(xiàn)流沙。（4）土層中有厚度大于250mm的粉砂夾層，粉砂層的滲透系數(shù)遠(yuǎn)大于其它土層，地下水從粉砂夾層中橫向流出。（5）深坑附近的人工地下水管滲漏，影響基坑降水的預(yù)期效果。4.1施工方案的設(shè)計(jì)與論證（1）為保證深基礎(chǔ)施工時(shí)基坑不積水，在深基礎(chǔ)施工之前，首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)深基礎(chǔ)施工的降水方案。通常采用的基坑降水方法有人工降水、抗?jié)B圍護(hù)等，無(wú)論采用什么方案，方案中應(yīng)對(duì)坑中待挖土中的地下水位變化情況進(jìn)行必要的驗(yàn)算，使降水措施滿足地下水位浸潤(rùn)線低于開(kāi)挖底標(biāo)高以下500mm的施工條件。（2）凡在深基坑開(kāi)挖施工中，如發(fā)現(xiàn)有地下承壓水，應(yīng)事先探明承壓水頭、不透水層的標(biāo)高和厚度，并對(duì)坑底土體進(jìn)行抗浮托能力驗(yàn)算。（3）對(duì)工程所在地的類似深基礎(chǔ)施工情況進(jìn)行必要的調(diào)研，吸取其它工程在深基礎(chǔ)施工中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。4.2深基礎(chǔ)施工實(shí)施過(guò)程的措施預(yù)防和處理流沙、管涌的原則是"減少或平衡動(dòng)水壓力”。如根據(jù)監(jiān)測(cè)和驗(yàn)算，基坑降水或坑底土抗浮達(dá)不到施工要求，應(yīng)采取相應(yīng)的措施使其達(dá)到施工要求。預(yù)防流沙、管涌的基本方法（1）一般預(yù)防措施：a）井點(diǎn)施工時(shí)，井點(diǎn)立管的砂井成孔應(yīng)完整，砂石填充高度應(yīng)高于正常地下水位并要填充密實(shí)。b）采用基坑人工降水時(shí)，在開(kāi)挖之前，應(yīng)在基坑范圍內(nèi)設(shè)置地下水位觀測(cè)井，監(jiān)測(cè)人工降水的效果；c）當(dāng)發(fā)現(xiàn)有承壓水和不透水層以后，在采用輕型井點(diǎn)降水時(shí)，井點(diǎn)立管不應(yīng)穿過(guò)不透水層；d）對(duì)于穿過(guò)不透水層的樁基，如果土方開(kāi)挖標(biāo)高低于承壓水頭標(biāo)高，則有必要對(duì)樁周圍進(jìn)行注漿加固，以避免承壓水沿樁周邊上泛形成管涌。（2）井點(diǎn)降水法：a）當(dāng)出現(xiàn)流沙時(shí)，應(yīng)立即停止開(kāi)挖，并回填深坑將流沙埋沒(méi)，或在深坑中注水，以平衡滲流的動(dòng)水壓力。然后在深坑周圍立即補(bǔ)下二級(jí)（或三級(jí)）井點(diǎn)，待二級(jí)（三級(jí)）井點(diǎn)降水使地下水浸潤(rùn)線低于開(kāi)挖范圍以下500mm后，再繼續(xù)開(kāi)挖施工。b）當(dāng)深坑接近承壓水層時(shí)或經(jīng)計(jì)算坑底土體的抗浮不能滿足穩(wěn)定要求時(shí)可采用點(diǎn)井管穿過(guò)不透水層直接抽取不透水層下的承壓水，以降低承壓水頭，從而避免因承壓水頭過(guò)大而形成管涌。由于地下承壓水流量大，不宜采用輕型井點(diǎn)，應(yīng)采用出水量較大的噴射井點(diǎn)或管井降水。c）井點(diǎn)降水法的原理如圖1所示。深井的布置量、布置深度應(yīng)根據(jù)承壓含水層的承壓水頭H、承壓水土層滲透系數(shù)K，單井出水能力q和要求降低水頭量S經(jīng)計(jì)算確定。（3）土體抗?jié)B加固截水法：當(dāng)?shù)叵潞畬訚B透性較強(qiáng)，厚度較大時(shí)，可采用懸掛式豎向截水與坑底井點(diǎn)降水相結(jié)合（如圖2）或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案（如圖3）。在土體開(kāi)挖之前，對(duì)深基坑四周抗?jié)B薄弱的土體進(jìn)行抗?jié)B加固。土體抗?jié)B加固的方法有深層攪拌樁加固、粉噴樁加固、壓密注漿加固及劈力注漿加固等方法。土體抗?jié)B加固的水泥摻量可根據(jù)試驗(yàn)確定，一般漿噴深層攪拌的水泥摻量宜為被加固土重量的15%~18%；粉噴深層攪拌的水泥摻量宜為被加固土重量的13%~16%；注漿加固的漿液注入率一般為被加固土體重量的15%~20%，漿液配合比：水泥：粉煤灰：水玻璃=1：1：0.04。加固的范圍（深度和厚度）可經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，被加固的土體具有一定強(qiáng)度和較高抗?jié)B能力，形成一截水帷幕，截水帷幕的滲透系數(shù)不宜小于1.0×10-6cm/s，可保證深坑開(kāi)挖時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)流沙或管涌現(xiàn)象。當(dāng)采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案時(shí)（如圖3），應(yīng)對(duì)坑底加固土體的抗浮穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算。5、出現(xiàn)流沙、管涌時(shí)的應(yīng)急措施5.1基礎(chǔ)出現(xiàn)管涌時(shí)的應(yīng)急措施集水井強(qiáng)排法集水井強(qiáng)排法前提是基坑底標(biāo)高在不透水層以上，且待挖土體中的地下水浸潤(rùn)線標(biāo)高低于坑底標(biāo)高。如果由于地下承壓水的作用基坑出現(xiàn)管涌，應(yīng)立即采用細(xì)石或綠豆砂將管涌口覆蓋以減少涌水口的砂土流失，同時(shí)在坑底挖臨時(shí)集水坑用水泵進(jìn)行明排水，對(duì)坑中土進(jìn)行搶挖。當(dāng)挖土至坑底標(biāo)高后，將圖（4）中所示的集水井埋入坑底土中，采用潛水泵排水，并在管涌點(diǎn)到集水井之間做排水盲溝使管涌的流水沿盲溝流入集水井。如果管涌點(diǎn)過(guò)多，則應(yīng)在坑底做細(xì)石或綠豆砂墊層。集水井可采用直徑在600~800mm左右的鐵皮桶（如柴油桶）做成，桶壁打有集水小孔，外側(cè)為綠豆砂反濾層。當(dāng)集水井排水使坑中水位低于基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，立即進(jìn)行砼墊層的澆筑。為了保證墊層砼下盲溝或細(xì)石墊層排水暢通，在砼墊層及砂墊層之間應(yīng)隔有一層鐵皮或30~50mm厚的預(yù)制砼板。墊層澆完以后，對(duì)集水井口采用鋼板封沒(méi)，并將水泵的出水管采用硬質(zhì)管引出基坑，并保持水泵抽水連續(xù)不斷，墊層砼具有一定強(qiáng)度以后立即進(jìn)行深坑中鋼筋砼施工。必要時(shí)可以采用深坑砼單獨(dú)先澆的方法，以確保深坑施工的安全性。集水井排法的注意點(diǎn)：（1）管涌出水口應(yīng)時(shí)刻覆蓋有細(xì)石或綠豆砂濾層，保證流水暢通但不流失砂土。（2）開(kāi)挖速度要快，采用搶挖措施，先挖臨時(shí)集水坑，后挖涌水點(diǎn)到集水坑的排水明溝，最后開(kāi)挖基坑土體。（3）鐵皮桶的集水井外側(cè)反濾層要有足夠的厚度，以確保集水井中抽取的是清水。深井降水法當(dāng)基坑出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，立即停止開(kāi)挖，并將深坑回填到地下承壓水頭以上，采用鉆孔下套的方法進(jìn)行打深井，深井的深度一般在不透水層以下2~3m即可，采用深井抽水，以降低深坑部位的地下承壓水頭，使其降到坑底標(biāo)高以下0.5m。深井的數(shù)量應(yīng)根據(jù)深坑大小，承壓水頭的高度、承壓水土層的滲透系數(shù)等參數(shù)經(jīng)計(jì)算確定。其降水原理及施工要點(diǎn)同中的井點(diǎn)降水法。注將法在開(kāi)挖基坑中局部深坑時(shí)，如深坑底出現(xiàn)管涌，但承壓水頭較低時(shí)（低于深坑頂面標(biāo)高）可采用注漿法。首先應(yīng)立即停止對(duì)局部深坑的開(kāi)挖，并對(duì)深坑進(jìn)行部分土方回填，將流沙、管涌點(diǎn)埋沒(méi)，回填高度應(yīng)高于承壓水頭的高度。然后采用注漿法將坑中的土方進(jìn)行注漿加固，其方法同節(jié)中的土體抗?jié)B加固截水法（如圖3）所述。但由于是應(yīng)急措施，不宜采用需大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)的深層漿噴攪拌或粉噴攪拌等方法。為加快注漿的凝固和提高早期強(qiáng)度，應(yīng)在注漿液中摻入一定比例的水玻璃或早強(qiáng)劑。注漿加固土體具有一定的強(qiáng)度后即可進(jìn)行深坑開(kāi)挖，當(dāng)深坑底接近于或穿過(guò)不透水層時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)坑底土體進(jìn)行搞浮穩(wěn)定驗(yàn)算，以確定注漿加固土層的厚度。5.2基坑出現(xiàn)流沙時(shí)的應(yīng)急措施當(dāng)采用基坑放坡開(kāi)挖、井點(diǎn)降水，特別是采用輕型井點(diǎn)降水時(shí)，對(duì)局部深坑（如集水坑、電梯基坑等）開(kāi)挖，很容易形成流沙現(xiàn)象。一般情況下，深坑內(nèi)積水不排除，當(dāng)坑內(nèi)積水位達(dá)到一定高度時(shí)，與深坑外的地下水位形成平衡，流沙即可停止。如果坑內(nèi)連續(xù)排水，則坑邊流沙連續(xù)不斷，就會(huì)造成大量流沙而塌方，致使深坑的開(kāi)挖無(wú)法完成。下面介紹幾種對(duì)流沙的應(yīng)急措施補(bǔ)下二級(jí)或三級(jí)井點(diǎn)降水當(dāng)出現(xiàn)深坑流沙時(shí)，應(yīng)立即停止開(kāi)挖，用土回填或注水至地下水浸潤(rùn)線以上。在深坑周邊補(bǔ)下閉合的二級(jí)或三級(jí)井點(diǎn)。當(dāng)二級(jí)或三級(jí)井點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)行一段時(shí)間后，深坑周邊的地下水浸潤(rùn)線會(huì)逐步下降，從而防止流沙現(xiàn)象的出現(xiàn)。快硬型砼逐步護(hù)坡（1）施工方法：對(duì)深坑深度不大，一般坑底在地下降水浸潤(rùn)線下1.0m以內(nèi)時(shí)，可采用此方法。當(dāng)深坑在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)流沙時(shí)，立即停止大面積開(kāi)挖。而是沿著深坑邊坡分批逐段開(kāi)挖深槽，槽深在200mm~250mm左右、寬300mm左右，一邊開(kāi)挖一邊回填快硬型砼，待沿深坑一周挖完并填好砼以后，再挖出坑中的第一批土，并用快硬型砼修正第一段邊坡；在第一段邊坡修正完以后，并在護(hù)坡砼達(dá)到一定強(qiáng)度以后，即可開(kāi)始進(jìn)行第二批邊坡深槽的開(kāi)挖和修坡工作。依次類推逐批開(kāi)挖至坑底。在開(kāi)挖過(guò)程中坑底應(yīng)先采用集水井明排水。當(dāng)坑底開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后可在坑底內(nèi)填一層100mm左右的細(xì)石墊層，然后停止集水井明排水，使坑中積水與地下降水浸潤(rùn)線平衡，然后采用水下澆筑砼的方法澆筑坑底砼墊層，坑底墊層砼中應(yīng)摻入必要的外加劑。也可以采用如圖4所示的方法設(shè)置集水井持續(xù)排水至深基礎(chǔ)砼具有一定的強(qiáng)度。（2）快硬型砼逐步護(hù)坡的施工要點(diǎn)：a）對(duì)坑中積土的開(kāi)挖要快，挖土?xí)r集水坑排水不能停止。b）可用水下砼澆筑法澆坑底墊層的砼，要保持坑中水位與地下浸潤(rùn)線平衡。c）當(dāng)采用帶反濾的集水井排水時(shí)，應(yīng)將集水井排水泵管用硬管接到基坑外，持續(xù)排水至坑內(nèi)基礎(chǔ)砼強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上。深坑砼與大底板砼分開(kāi)澆筑對(duì)于采用突擊開(kāi)挖的深坑，一般不宜曝露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為了盡快地澆筑深坑部位的砼，可以將深坑部位的砼與大底板砼分開(kāi)澆筑，施工縫的部位一般設(shè)在大基坑降水浸潤(rùn)線以上，并設(shè)有必要的防滲止水帶。6、結(jié)語(yǔ)6.1在深基坑施工中，特別是在采用放坡大開(kāi)挖方式施工時(shí)，流沙、管涌現(xiàn)象極易出現(xiàn)。所以在擬定施工方案時(shí)，要充分周密地設(shè)計(jì)好基坑降水和排水方案。有些地方土層比較復(fù)雜，在地質(zhì)報(bào)告中不一定能反映出整個(gè)降水影響區(qū)域的土體滲透系數(shù)，導(dǎo)致基坑涌水量計(jì)算與實(shí)際情況有很大的差距，因而造成在施工過(guò)程中出現(xiàn)降水效果不明顯或出現(xiàn)流沙現(xiàn)象。所以在設(shè)計(jì)基坑降水方案時(shí)，首先應(yīng)認(rèn)真研究地質(zhì)報(bào)告中各土層的特性，必要時(shí)應(yīng)在實(shí)地做土