对流沙、管涌的防治方法与预防措施

1、管涌和流沙（土）的概念与现象一、管涌和流沙（土）在概念上有所不同流沙（土）：在一定渗透力作用下，土体中颗粒同时起动而流失的现象。管涌：在一定渗透力作用下，土体中的细颗粒沿着股价颗粒所形成的空隙通 道移动或被渗流带走的现象。管涌主要发生在沙性土中。在黏性土中流土常表现为土体的隆胀、浮动、断 裂等现象，如深基坑开挖时的坑底隆起；在非黏性土种流砂表现为砂沸、泉眼群、 土体翻滚，最终被渗流托起等现象。二、管涌和流沙（土）防治的基本方法治理管涌和流沙（土）的原那么是以防为主，大范围的流沙（土）险情出现时, 除了首先回土压顶没用什么有效措施。管涌和流沙（土）防治的方法与措施应与 工程结构及其他岩土工程措施

2、结合在一起综合考虑。宗旨是防渗及减弱渗透力。（一）土质改良土质改良的目的是改善土体结构，提高土的抗剪强度与模量及其整体性，减 小其透水性，增强其抗渗透变形能力。常用的方法有注浆法、高压喷射法、搅拌 法及冻结法。（二）截水防渗截水防渗措施的目的是隔断渗透途径或延长渗径、减小水力梯度。水平方向 铺设防渗铺盖，可采用黏土及壤土铺盖、沥青铺盖、混凝土铺盖以及土工膜铺盖。 垂直方向防渗的结构形式很多。大坝工程的混凝土、黏土芯墙、高压喷射、劈裂 灌浆形成的止水帷幕；基坑及其他开挖工程中广泛使用的地下连续、板桩、MSW 工法插筋水泥土墙以及水泥搅拌墙。这些竖向的隔水结构主要是打设在透水层 内，其深度根据渗流

3、计算确定。打设在强透水层中时应尽可能深入到不透水层， 否那么隔渗效果有限。（三）人工降低地下水位该方法是最常见的临时防渗措施，在施工期处理管涌、流沙（土）时也常采 取这一最简单易行的方法。该法可以降低水头，或使地下水位降至渗透变形土层 以下。在弱透水层中采用轻型井点、喷射井点；在较强的透水层中采用深井法。（四）出逸边界措施在下头加盖重，以防止土体被渗透力所悬浮，防止流砂（土）。在浸润线出 逸段，设置反滤层是防止管涌破坏的有效措施。（五）其他施工考虑施工选择枯水期施工；采取水下挖掘及浇筑封底混凝土等施工方法。对流砂、管涌的预防措施在深基础施工中，对基坑的降水要求通常是基础施工方案中的一个重要局部

4、, 对一般工程而言,采取必要的人工降水（如轻型井点降水、深井降水）或抗渗围护 等措施均能满足施工要求。但是当遇到地下水文、地质情况较为复杂时（如各土 层之间的渗透系数差值过大、土层夹有渗透系数很大的粉砂层、地下存在不透水 土层和承压含水土层以及基坑附近有人工水管漏水等），会给施工带来很大的不 利。因此在深基础施工时，对基坑降水和预防流砂、管涌的措施应特别重视。文 中根据多个工程的施工经验与教训I,收集了一些有关资料,就深基础施工时出现 流砂、管涌现象的防治方法作一粗浅的总结。1流砂、管涌成因的分析流砂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

5、,动水压力超过土粒的重力时,土粒产生悬浮流动，即形成 流砂。动水压力是产生流砂的一个重要因素。管涌的成因当深基坑距离河塘较近或基坑底下土层中存在承压含水层时,在水位差的作 用下,基坑土体中存在渗透水流，由于土体的不均匀性,土体中某一部位的土颗粒 在渗透水流的作用下会发生运动，使填充在土体骨架空隙中的细颗粒被渗水带走 而形成涌水通道，即形成管涌（又称翻砂鼓水、泡泉）。当主渗漏涌水通道上的细 颗粒被基本带走后,在较强的水流冲刷下,主通道两侧的细颗粒进入涌水主通道， 使涌水主通道逐渐变宽,管涌持续时间越长,通道的宽度越宽,继而发生大量涌水 和塌方事故。2对流砂、管涌的预防措施2. 1施工方案的设计与

6、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500 mm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,吸取其他工程在深 基础施工中的经验与教训。2.2深基础施工实施过程的措施2. 2. 1预防和处理流砂、管涌的

7、原那么预防和处理流砂、管涌的原那么是“减少或平衡动水压力”。预防流砂、管涌的基本方法1）井点降水法:a.当出现流砂时，应立即停止开挖，并回填深坑将流砂埋没或 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500 mm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 采用井点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 防止因承压水头过大而形成管涌。由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。深井的布置量、布置深度应

8、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。2） 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或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合 的方案。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:深层搅拌桩加固法、粉喷桩加固法、压密注浆加固法及劈力注 浆加固法等。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 泥掺量宜为被加固土重量的15Q18%;粉喷深层搅拌的水泥掺量宜为被加固土重 量的13Q16%;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