流砂基礎(chǔ)處理方法與防治措施

肖福軍，胡曙東

（1.虎林市水務(wù)局，黑龍江虎林 158400;2.虎林市阿北澇區(qū)管理站，黑龍江虎林 158400）

1 流砂現(xiàn)象與流砂成因及特點(diǎn)

1.1 流砂現(xiàn)象

水工建筑物基坑開(kāi)挖時(shí)，如采用單一的集水明排方案，當(dāng)開(kāi)挖面低于地下水位一定深度時(shí)，往往在坑底出現(xiàn)無(wú)數(shù)的“冒沙”涌泉，坑底高程隨之隆起。如處理措施不當(dāng)，再猛挖猛抽，就會(huì)造成邊挖邊冒、越抽越冒的狀況。無(wú)窮無(wú)盡的“細(xì)顆?！彪S水涌來(lái)，基坑內(nèi)形成粥狀流體，人機(jī)難以作業(yè)，基坑無(wú)法挖深。人們通常把這種現(xiàn)象，叫做流砂現(xiàn)象。

1.2 流砂成因及特點(diǎn)

仔細(xì)分析流砂現(xiàn)象，不難看出，流砂有著隨水來(lái)、隨水去的特點(diǎn)，其成因有二：①是基坑內(nèi)外地下水位差大。這是形成“流砂”的必要條件，原因是地下水排水措施不當(dāng)造成的，但在施工中是可以避免的。②是基坑土壤粉狀顆粒含量多。這是基坑土壤的內(nèi)在因素，是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的“先天”條件。粉砂、粉質(zhì)亞砂土及粉狀顆粒含量多的土壤，都是形成流砂的主要地基土壤。

在水工建筑物施工中，出現(xiàn)流砂是常有的事?；娱_(kāi)挖一旦出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，輕則影響開(kāi)挖進(jìn)度，重則無(wú)法施工。處理不當(dāng)，還可能造成嚴(yán)重“管涌”，掏空地基，使基底土壤完全喪失原有的力學(xué)性質(zhì)，以致基坑報(bào)廢。因此，必須及時(shí)恰當(dāng)處理。

2 處理方法

如何處理流砂，將流砂轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定土。根據(jù)地質(zhì)條件和工程特點(diǎn)來(lái)實(shí)施。具體的措施有：①打板樁法：將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)的滲流長(zhǎng)度，以減小水力坡度，從而減小動(dòng)水壓力，防止流砂產(chǎn)生，此方法一般可解決基礎(chǔ)較淺的工程。②地下建筑墻法：此法是在基坑周?chē)裙嘁坏阑炷吝B續(xù)墻以支撐土臂、截水并防止流砂產(chǎn)生，這種方法投入大成本無(wú)法回收，一般不常采用。③群井降水法：根據(jù)土質(zhì)的滲透系數(shù)與地下水位的高低計(jì)算出水量，依據(jù)水量在建筑物的周?chē)蚓樗档偷叵滤?，?lái)防止流砂產(chǎn)生。④目前最常用的方法是井點(diǎn)排水，特別是輕型井點(diǎn)排水。輕型井點(diǎn)降低地下水位，是沿基坑周?chē)?，以一定的間距埋入，在地面上用集水總管將各井點(diǎn)管連接起來(lái)，并在一定的位置設(shè)置抽水設(shè)備，利用真空泵和離心泵的真空吸力作用使地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井點(diǎn)，然后匯入總管排出，從而降低地下水位。地下水降低后，可使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，改善施工條件，同時(shí)還使動(dòng)水壓力方向向下，從根本上防止流砂發(fā)生并增加土中有效應(yīng)力，提高土的強(qiáng)度或密實(shí)度，因此，井點(diǎn)排水降低地下水位不僅是一種施工措施，也是一種地基加固方法，采用此方法降低地下水位，可適當(dāng)改陡坡以減少挖土數(shù)量，但在降水過(guò)程中，基坑附近的地基土壤會(huì)有一定的沉降，因此，在施工時(shí)應(yīng)加以注意。

輕型井點(diǎn)位置，一般根據(jù)基坑的大小、土質(zhì)、水位、降水深度要求而定。當(dāng)基坑或溝槽寬度＜6 m，水位降低值≤5 m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)，布置在地下水流的上游的一側(cè)，兩端延長(zhǎng)一般不小于溝槽寬度，如溝槽寬度＞6 m或土質(zhì)不良，宜用雙排井點(diǎn)。面積較大的基礎(chǔ)宜用環(huán)狀井點(diǎn)。有時(shí)也布置為U形。以利挖土機(jī)械和運(yùn)輸車(chē)輛的出入。環(huán)狀井點(diǎn)四角部分應(yīng)適當(dāng)加密。井點(diǎn)管距離基坑一般為0.7～1m，以防漏氣。井點(diǎn)管間距一般用0.8～1.6 m或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。

如基坑較大，單套抽水設(shè)備不涌滿足基坑開(kāi)挖要求，可采用多套抽水設(shè)備，這時(shí)，井點(diǎn)系統(tǒng)要分段，各段長(zhǎng)度應(yīng)大致相等，分段地點(diǎn)宜選擇在基坑轉(zhuǎn)變處，以減少總管接頭數(shù)量，提高水泵抽吸能力。水泵應(yīng)設(shè)置在各段總管中部，使泵兩邊水流平衡。分段處應(yīng)設(shè)閥門(mén)或?qū)⒖偣軘嚅_(kāi)，以免管內(nèi)水流紊亂，影響抽水效果。

如果基坑開(kāi)挖深度大于井點(diǎn)管長(zhǎng)度，則應(yīng)降低井點(diǎn)管的埋置面，以適應(yīng)降水深度的要求。在任何情況下，濾管必須埋在透水層內(nèi)。為了充分利用抽吸能力，總管的布置標(biāo)高宜接近地下水位，水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管，總管應(yīng)具有0.25%～0.5%坡度（坡向泵房）。各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水平面，不宜高低懸殊。

在我省一些施工單位還采用水中挖土法、基坑凍結(jié)法和分段快速挖基法加以防治流砂，但以井點(diǎn)排水法使用最多。

[1]隋春蕾，張曉濱.流砂基礎(chǔ)施工處理方法[J].黑龍江水利科技，2008，36（4）：147.

[2]牛治安.淺談流砂基礎(chǔ)處理[J].西部探礦工程.2005（6）：195-196.