防止流砂現(xiàn)象的途徑和方法(防止流砂的方法主要)
1.防止流砂的方法主要有哪些
主要是消除、減小或平衡動(dòng)水壓力，其具體措施有： ①利用枯水季節(jié)施工，以便減小坑內(nèi)外水位差。
②用鋼板樁打入坑底一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的距離，從而減少水力坡度，達(dá)到減小動(dòng)水壓力，防止流砂發(fā)生。 ③采用不排水的水下挖土，使坑內(nèi)外水壓相平衡，使其無(wú)發(fā)生流砂的條件，一般深井挖土均采用此法。
④建造地下連續(xù)墻以供承重、護(hù)壁，并達(dá)到截水防止流砂的發(fā)生。 ⑤采用輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井泵點(diǎn)等進(jìn)行人工降低地下水的方法進(jìn)行土方施工，使動(dòng)水壓力方向向下，增大土粒間的動(dòng)力，從而有效地制止流砂現(xiàn)象發(fā)生。
2.試述何謂流砂現(xiàn)象
基坑挖土至地下水位以下，當(dāng)土質(zhì)為細(xì)砂土或粉砂土的情況下，往往會(huì)出現(xiàn)一種稱(chēng)為“流砂”的現(xiàn)象，即土顆粒不斷地從基坑邊或基坑底部冒出的現(xiàn)象。
一旦出現(xiàn)流砂，土體邊挖邊冒流砂，土完全喪失承載力，至使施工條件惡化，基坑難以挖到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方；臨近建筑因地基被掏空而出現(xiàn)開(kāi)裂、下沉、傾斜甚至倒塌。
流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對(duì)土體作用的結(jié)果。動(dòng)水壓力GD的大小與水力坡度成正比，即水位差愈大，滲透路徑L愈短，則GD愈大。
當(dāng)動(dòng)水壓力大于土的浮重度 時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土顆粒往往會(huì)隨滲流的水一起流動(dòng)，涌入基坑內(nèi)，形成流砂。細(xì)顆粒、松散、飽和的非粘性土特別容易發(fā)生流砂現(xiàn)象。
由于產(chǎn)生流砂的主要原因是動(dòng)水壓力的大小和方向。當(dāng)動(dòng)水壓力方向向上且足夠大時(shí)，土顆粒被帶出而形成為流砂，而動(dòng)水壓力方向向下時(shí)，如發(fā)生土顆粒的流動(dòng)，其方向向下，使土體穩(wěn)定。
因此，在基坑開(kāi)挖中，防治流砂應(yīng)從“治水”著手。防治流砂的基本原則是減少或平衡動(dòng)水壓力；設(shè)法使動(dòng)水壓力方向向下；截?cái)嗟叵滤鳌?/p>
其具體措施有： （1）枯水期施工法枯水期地下水位較低，基坑內(nèi)外水位差小，動(dòng)水壓力小，就不易產(chǎn)生流砂。 （2）搶挖并拋大石塊法分段搶挖土方，使挖土速度超過(guò)冒砂速度，在挖至標(biāo)高后立即鋪竹、蘆席，并拋大石塊，以平衡動(dòng)水壓力，將流砂壓住。
此法適用于治理局部的或輕微的流砂。 （3）設(shè)止水帷幕法將連續(xù)的止水支護(hù)結(jié)構(gòu)（如連續(xù)板樁、深層攪拌樁、密排灌注樁等）打入基坑底面以下一定深度，形成封閉的止水帷幕，從而使地下水只能從支護(hù)結(jié)構(gòu)下端向基坑滲流，增加地下水從坑外流入基坑內(nèi)的滲流路徑，減小水力坡度，從而減小動(dòng)水壓力，防止流砂產(chǎn)生。
（4）凍結(jié)法將出現(xiàn)流砂區(qū)域的土進(jìn)行凍結(jié)，阻止地下水的滲流，以防止流砂發(fā)生。 （5）人工降低地下水位法即采用井點(diǎn)降水法（如輕型井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的滲流向下，則動(dòng)水壓力的方向也向下，從而水不能滲流入基坑內(nèi)，可有效地防止流砂的發(fā)生。
因此，此法應(yīng)用廣泛且較可靠。
3.流砂現(xiàn)象防治的方法有哪些
主要是消除、減小或平衡動(dòng)水壓力，其具體措施有： ①利用枯水季節(jié)施工，以便減小坑內(nèi)外水位差。
②用鋼板樁打入坑底一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的距離，從而減少水力坡度，達(dá)到減小動(dòng)水壓力，防止流砂發(fā)生。 ③采用不排水的水下挖土，使坑內(nèi)外水壓相平衡，使其無(wú)發(fā)生流砂的條件，一般深井挖土均采用此法。
④建造地下連續(xù)墻以供承重、護(hù)壁，并達(dá)到截水防止流砂的發(fā)生。 ⑤采用輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井泵點(diǎn)等進(jìn)行人工降低地下水的方法進(jìn)行土方施工，使動(dòng)水壓力方向向下，增大土粒間的動(dòng)力，從而有效地制止流砂現(xiàn)象發(fā)生。
4.流砂的防治方法有哪些
(1)枯水期施工。此方法主要是降低坑內(nèi)外的水位差，減小動(dòng)水壓力，防止流砂。
(2)水下挖土法。此方法為不排水施工，使坑內(nèi)外水壓平衡，防止流砂。
(3)采用井點(diǎn)降水法。此方法使地下水滲流向下，使動(dòng)水壓力的方向也向下，增大土粒間的壓力，有效地防止流砂的形成。
(4)打板樁法。此方法是將鋼板樁打入坑底下面一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的滲流路線，減小水力坡度，從而減小動(dòng)水壓力，防止流砂。
(5)地下連續(xù)墻。此方法是在基坑四周先澆筑一道混凝土或鋼筋混凝土的連續(xù)墻，以支承土壁，起到截水的作用，防止流砂。
(6)搶挖法。此方法應(yīng)組織分段搶挖，使挖土速度超過(guò)冒砂速度，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即鋪設(shè)蘆席并拋大石頭把流砂壓住。
5.防止流砂的總原則是什么
防治流砂的原則：治砂先治水。
防治流砂的原則
1.減少或消除基坑內(nèi)外地下水的水頭差，例如采取先在基坑范圍外以井點(diǎn)降低地下水后開(kāi)挖，或在不排水基坑內(nèi)以抓斗等工具進(jìn)行水下挖土等施工方法。
2.增長(zhǎng)滲流路徑，例如沿坑壁打入深度超過(guò)坑底的板樁，其長(zhǎng)度足以使受保護(hù)土體內(nèi)的水頭梯度小于臨危梯度。
3.在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡動(dòng)水力（此法多用于閘壩下游處）。
當(dāng)土中滲流的水頭梯度小于臨危梯度時(shí)，雖不致誘發(fā)流砂現(xiàn)象，但土中細(xì)小顆粒仍有可能穿過(guò)粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而走，時(shí)間長(zhǎng)了，在土層中將形成管狀空洞，使土體強(qiáng)度降低，壓縮性增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“機(jī)械潛蝕”。
防治流砂的途徑有：一是減小或平衡動(dòng)水壓力；二是設(shè)法使動(dòng)水壓力向下；三是截?cái)嗟叵滤?。其具體措施有：
①利用枯水季節(jié)施工，以便減小坑內(nèi)外水位差。
②用鋼板樁打入坑底一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的距離，從而減少水力坡度，達(dá)到減小動(dòng)水壓力，防止流砂發(fā)生。
③采用不排水的水下挖土，使坑內(nèi)外水壓相平衡，使其無(wú)發(fā)生流砂的條件，一般深井挖土均采用此法。 ④建造地下連續(xù)墻以供承重、護(hù)壁，并達(dá)到截水防止流砂的發(fā)生。
⑤采用輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井泵點(diǎn)等進(jìn)行人工降低地下水的方法進(jìn)行土方施工，使動(dòng)水壓力方向向下，增大土粒間的動(dòng)力，從而有效地制止流砂現(xiàn)象發(fā)生。
⑥拋大石塊，在施工過(guò)程中如遇局部的或輕微的流砂，可組織人力分段搶挖，挖至標(biāo)高后，立即鋪設(shè)蘆席并拋大石塊，增加土的壓重，以平衡動(dòng)水壓力。
6.防止流沙有哪些方法
根據(jù)多年從事深基礎(chǔ)施工的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)深基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)流沙、管涌現(xiàn)象的成因進(jìn)行了分析，總結(jié)了較有實(shí)用性的預(yù)防流沙、管涌的方法，重點(diǎn)介紹了基礎(chǔ)出現(xiàn)管涌、流沙的應(yīng)急措施，以確保深基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行。
關(guān)鍵詞：流沙，管涌，深基礎(chǔ)，承壓含水土層，不透水土層 在深基礎(chǔ)施工中，對(duì)基坑的降水要求通常是基礎(chǔ)施工方案中的一個(gè)重要部分，對(duì)一般工程而言，采取必要的人工降水（如輕型井點(diǎn)降水、深井降水）或抗?jié)B圍護(hù)等措施均能滿(mǎn)足施工要求。但是當(dāng)遇到地下水文、地質(zhì)情況較為復(fù)雜時(shí)（如各土層之間的滲透系數(shù)差值過(guò)大、土層夾有滲透系數(shù)很大的粉砂層、地下存在不透水土層和承壓含水土層以及基坑附近有人工水管漏水等），會(huì)給施工帶來(lái)很大的不利。
因此在深基礎(chǔ)施工時(shí)，對(duì)基坑降水和預(yù)防流沙、管涌的措施應(yīng)特別重視。文中根據(jù)多個(gè)工程的施工經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，收集了一些有關(guān)資料，就深基礎(chǔ)施工時(shí)出現(xiàn)流沙、管涌現(xiàn)象的防治方法作一粗淺的總結(jié)。
1 流沙、管涌成因的分析 1.1 流沙的成因 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=（ρ-1）(1-n)。 其中，I為臨界水力坡度；ρ為土粒密度；n為土的孔隙率。
1.2 管涌的成因 當(dāng)深基坑距離河塘較近或基坑底下土層中存在承壓含水層時(shí)，在水位差的作用下，基坑土體中存在滲透水流，由于土體的不均勻性，土體中某一部位的土顆粒在滲透水流的作用下會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，使填充在土體骨架空隙中的細(xì)顆粒被滲水帶走而形成涌水通道，即形成管涌（又稱(chēng)翻沙鼓水、泡泉）。當(dāng)主滲漏涌水通道上的細(xì)顆粒被基本帶走后，在較強(qiáng)的水流沖刷下，主通道兩側(cè)的細(xì)顆粒進(jìn)入涌水主通道，使涌水主通道逐漸變寬，管涌持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，通道的寬度越寬，繼而發(fā)生大量涌水和塌方事故。
2 對(duì)流沙、管涌的預(yù)防措施 2.1 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(mǎn)足地下水位浸潤(rùn)線低于開(kāi)挖底標(biāo)高以下500 mm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(lèi)似深基礎(chǔ)施工情況進(jìn)行必要的調(diào)研，吸取其他工程在深基礎(chǔ)施工中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。
2.2 深基礎(chǔ)施工實(shí)施過(guò)程的措施 2.2.1 預(yù)防和處理流沙、管涌的原則 預(yù)防和處理流沙、管涌的原則是“減少或平衡動(dòng)水壓力”。 2.2.2 預(yù)防流沙、管涌的基本方法 1）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?chē)⒓囱a(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500 mm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(mǎn)足穩(wěn)定要求時(shí)，可采用井點(diǎn)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。 2）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)合或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案。
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：深層攪拌樁加固法、粉噴樁加固法、壓密注漿加固法及劈力注漿加固法等。
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。
7.防止流沙有哪些方法
根據(jù)多年從事深基礎(chǔ)施工的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)深基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)流沙、管涌現(xiàn)象的成因進(jìn)行了分析，總結(jié)了較有實(shí)用性的預(yù)防流沙、管涌的方法，重點(diǎn)介紹了基礎(chǔ)出現(xiàn)管涌、流沙的應(yīng)急措施，以確保深基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行。
關(guān)鍵詞：流沙，管涌，深基礎(chǔ)，承壓含水土層，不透水土層在深基礎(chǔ)施工中，對(duì)基坑的降水要求通常是基礎(chǔ)施工方案中的一個(gè)重要部分，對(duì)一般工程而言，采取必要的人工降水（如輕型井點(diǎn)降水、深井降水）或抗?jié)B圍護(hù)等措施均能滿(mǎn)足施工要求。但是當(dāng)遇到地下水文、地質(zhì)情況較為復(fù)雜時(shí)（如各土層之間的滲透系數(shù)差值過(guò)大、土層夾有滲透系數(shù)很大的粉砂層、地下存在不透水土層和承壓含水土層以及基坑附近有人工水管漏水等），會(huì)給施工帶來(lái)很大的不利。
因此在深基礎(chǔ)施工時(shí)，對(duì)基坑降水和預(yù)防流沙、管涌的措施應(yīng)特別重視。文中根據(jù)多個(gè)工程的施工經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，收集了一些有關(guān)資料，就深基礎(chǔ)施工時(shí)出現(xiàn)流沙、管涌現(xiàn)象的防治方法作一粗淺的總結(jié)。
1 流沙、管涌成因的分析1.1 流沙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=（ρ-1）(1-n)。其中，I為臨界水力坡度；ρ為土粒密度；n為土的孔隙率。
1.2 管涌的成因當(dāng)深基坑距離河塘較近或基坑底下土層中存在承壓含水層時(shí)，在水位差的作用下，基坑土體中存在滲透水流，由于土體的不均勻性，土體中某一部位的土顆粒在滲透水流的作用下會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，使填充在土體骨架空隙中的細(xì)顆粒被滲水帶走而形成涌水通道，即形成管涌（又稱(chēng)翻沙鼓水、泡泉）。當(dāng)主滲漏涌水通道上的細(xì)顆粒被基本帶走后，在較強(qiáng)的水流沖刷下，主通道兩側(cè)的細(xì)顆粒進(jìn)入涌水主通道，使涌水主通道逐漸變寬，管涌持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，通道的寬度越寬，繼而發(fā)生大量涌水和塌方事故。
2 對(duì)流沙、管涌的預(yù)防措施2.1 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(mǎn)足地下水位浸潤(rùn)線低于開(kāi)挖底標(biāo)高以下500 mm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(lèi)似深基礎(chǔ)施工情況進(jìn)行必要的調(diào)研，吸取其他工程在深基礎(chǔ)施工中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。
2.2 深基礎(chǔ)施工實(shí)施過(guò)程的措施2.2.1 預(yù)防和處理流沙、管涌的原則預(yù)防和處理流沙、管涌的原則是“減少或平衡動(dòng)水壓力”。2.2.2 預(yù)防流沙、管涌的基本方法1）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?chē)⒓囱a(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500 mm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(mǎn)足穩(wěn)定要求時(shí)，可采用井點(diǎn)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。 2）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)合或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案。
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：深層攪拌樁加固法、粉噴樁加固法、壓密注漿加固法及劈力注漿加固法等。
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。
