淺議土釘墻支護(hù)流砂的防治

張吉哲

摘要：隨著現(xiàn)代建筑事業(yè)的迅速發(fā)展，高層、大跨建筑變得越來越多，深基礎(chǔ)施工時(shí)整個建筑施工的突出問題?；A(chǔ)對整個建筑結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，其中基坑支護(hù)工程基礎(chǔ)施工中不可缺少的一種施工方法。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；流砂

Abstract: With the rapid development of modern architecture, high-rise, large span buildings become more and more prominent, the entire construction is the deep foundation construction. The foundation is essential for the whole building structure; the foundation pit is a construction method indispensable in the construction of the protection project.Key words: foundation pit; flow of sand;

中圖分類號：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

基坑支護(hù)是基礎(chǔ)工程施工過程中的關(guān)鍵過程，主要的基坑支護(hù)方法有重力式擋土墻支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、錨桿支護(hù)、排樁支護(hù)、混凝土支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)、木擋板支護(hù)墻、磚砌或抹砂漿支護(hù)、H型鋼支護(hù)、土釘墻支護(hù)等類型，可根據(jù)施工現(xiàn)場的地址勘探資料、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況等選用?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的安全與否影響著整個基礎(chǔ)工程的施工?；又ёo(hù)一旦發(fā)生破壞，將會帶來不可估量的后果。

1、土釘墻支護(hù)過程中的流砂現(xiàn)象及其危害

在基礎(chǔ)施工的過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用是在施工期間擋水、擋土以保證基礎(chǔ)工程施工能安全順利的完成。隨著高層建筑的迅速興起，深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)以快速發(fā)展，同時(shí)，深基礎(chǔ)施工中發(fā)生的安全事故也讓我們不得不對深基礎(chǔ)基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討。常見的基坑坍塌事故有五類：傾覆破壞、整體穩(wěn)定性破壞、剪切破壞、滲透破壞，流砂，管涌、局部隆起破壞。因此深基坑施工時(shí)，必須對施工現(xiàn)場周邊、結(jié)構(gòu)底面以下一定深度內(nèi)的地基的巖土特性、滲透系數(shù)等工程地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了解。此外，對有臨近建筑的新建工程要對其臨近的建筑的層數(shù)、高度、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式進(jìn)行了解，以免影響周邊其他建筑。

土釘墻式支護(hù)技術(shù)是一種原位土加筋的一種接坑支護(hù)技術(shù)。因其施工靈活、效率高、操作簡單、加固效果好、造價(jià)低等特點(diǎn)，而受到廣泛的應(yīng)用。土釘墻式支護(hù)施工時(shí)先在土體內(nèi)成孔后安置鋼筋并以一定的壓力注入水泥漿，編制鋼筋網(wǎng)片以及噴射混凝土面層，使混凝土和鋼筋網(wǎng)片粘接在一起協(xié)同工作。以彌補(bǔ)土體本身強(qiáng)度不足的缺陷，以實(shí)現(xiàn)基坑開挖時(shí)邊坡的安全。整個土方開挖要在降水施工完且滿足相關(guān)要求后才能進(jìn)行施工。在設(shè)置土釘墻支護(hù)時(shí)，地基土體的流砂現(xiàn)象使得這種支護(hù)形式很難實(shí)現(xiàn)。

在基坑開挖工程中，當(dāng)開挖深度達(dá)到地下水位的0.5米以下，采取坑內(nèi)抽水時(shí)，有時(shí)候坑底會出現(xiàn)土體歲地下水流入基坑底部的現(xiàn)象，稱為流砂現(xiàn)象。發(fā)生流砂現(xiàn)象時(shí)，地基土體結(jié)構(gòu)破壞，地基承載能力急劇下降，施工條件惡。嚴(yán)重的流砂則會引起基坑邊坡的塌方影響周邊建筑物的正常使用。

山西太原魚池街東、小新街南某高層住宅樓，由高層住宅樓和地下車庫組成。其中地上32層，地下2層。平面布置為矩形，建筑總高度96.7m，占地面積42mx17.6m，純剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力管樁基樁，基礎(chǔ)深度設(shè)計(jì)為自然地面以下7.8米，實(shí)際深度8.9米。地下土質(zhì)在粉質(zhì)粘土層以上為孔隙潛水，含水層只要存在于人工填土層。粉質(zhì)粘土層以下為承壓水，含水層為以下各層土質(zhì)。本各層采用水泥拌樁重力式擋土墻對基坑進(jìn)行支護(hù)。開挖后基坑底位于粉質(zhì)粘土層頂，在塔基附近出現(xiàn)兩個細(xì)小的流砂點(diǎn)，在基坑的西南角發(fā)現(xiàn)大面積的流砂，在下層承壓水的作用下，流砂大量噴冒填塞排水明溝，且有加大的趨勢，使得整個工程處于搶險(xiǎn)狀態(tài)。

事后經(jīng)對事故現(xiàn)場勘察、收集施工資料，對工程進(jìn)行質(zhì)量事故分析后發(fā)現(xiàn)：

原設(shè)計(jì)降水井不穿透粉土層，降水井過淺導(dǎo)致承壓水壓力過大；進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工時(shí)，不透水層被破壞，不具備隔水功能，無法實(shí)現(xiàn)“杯中抽水”的意圖；基坑開挖后，所揭示的土層情況與地質(zhì)報(bào)告有出入，原地質(zhì)勘探報(bào)告不能如實(shí)反映施工場地內(nèi)的實(shí)際工程地質(zhì)條件。降水井間距14m，呈正方形分布，導(dǎo)致其不滿足看滲流穩(wěn)定性要求。

事故處理：根據(jù)現(xiàn)場情況，利用現(xiàn)有降水井，加強(qiáng)降水，專人值守，不得停泵；在流沙區(qū)稍作清理，逐塊鋪設(shè)棕櫚床墊，其上碼放5層砂袋，進(jìn)行壓實(shí)和反過濾，避免流砂大量外流；迅速澆筑其他部位的混凝土墊層，留設(shè)流砂區(qū)直通降水井的盲溝；用“蠶食法”逐步拆除上部3層砂袋沒拆除一層隨即澆筑混凝土；采取上述步驟后，對個別的仍然有漏水點(diǎn)的砂點(diǎn)，采用堵漏劑經(jīng)搶修后又在其上澆筑10cm厚混凝土后，徹底防止了流砂。

2、土釘墻支護(hù)工程中的流砂產(chǎn)生的原因

①基坑坑外水位高出坑內(nèi)的地下水位，且流動的動水力大于土體顆粒的浸水密度，使土體顆粒處于懸浮的狀態(tài)，隨水從坑底或基坑周圍流入坑內(nèi)，如施工中采用強(qiáng)行挖掘，降水量越大，則動水力越大，施工中極易出現(xiàn)流砂的現(xiàn)象。

②在飽和的砂土在強(qiáng)震作用下，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，地下水位上升不及排出使得土體顆粒懸浮在水中，隨著地下水的流動而失去承載能力。

③基坑地基土體顆粒的周圍附著這大量的親水膠體顆粒，親水膠體顆粒在受地下水浸泡飽和后易吸水膨脹，土體顆粒的密度減小，從而使得土體承載力下降。

3、基坑支護(hù)工程中的流砂現(xiàn)象的防治

基坑支護(hù)的成敗關(guān)乎建筑工程的質(zhì)量、造價(jià)以及工期有著重要的影響，而且對周圍環(huán)境有著不可忽視的影響，因此在基坑開挖之前要加強(qiáng)對流砂、管涌防止。在我國常采取以下措施防止基坑工程施工中流砂的出現(xiàn)：

3.1為充分理解周圍環(huán)境的重要性，注意地質(zhì)報(bào)告中粉質(zhì)粘土的體積顆粒比例和水的滲透系數(shù)等物理性質(zhì)。注意周圍水源的分布情況，仔細(xì)對周圍的地質(zhì)情況做好勘察。基坑開挖的過程中為確?；邮┕さ陌踩?，對基坑工程的安全性檢查做到事前監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析施工過程中的問題，并將觀測的結(jié)果及時(shí)反饋給現(xiàn)場技術(shù)人員，及時(shí)進(jìn)行問題的解決和方案的調(diào)整。

3.2土釘墻支護(hù)施工時(shí)采用井點(diǎn)降水或者深井降水，在開挖的過程中要做好排水措施。當(dāng)?shù)叵滤坎淮?、地下水位較深時(shí)，可選用潛水泵抽水進(jìn)行降水；當(dāng)下水量較大是，可采用雙排樁同時(shí)抽水，以減少開挖區(qū)域內(nèi)的涌水量，并采用交替循環(huán)施工的方法；如果其上有砂層，用人工清理完畢，再用塊石填置，直到能夠滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)基坑周圍降水水位降低至基坑底面0.5米以下，使動水壓力方向朝下，坑底面保持無水的干燥狀態(tài)。

3.3基礎(chǔ)開始施工前，在地下涌水量較大時(shí)，可建造地下連續(xù)墻以供承重、護(hù)壁等結(jié)構(gòu)，進(jìn)行地下水的節(jié)流，以達(dá)到防止流砂的發(fā)生的效果。

3.4基坑支護(hù)施工時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料，將施工安排在一年中水位最低枯水的時(shí)期，控制承壓水頭，使坑底動水壓力力減小，避免施工時(shí)流砂的出現(xiàn)。

3.5在土釘墻支護(hù)施工中，可向基礎(chǔ)坑底投放大石或者在堆積別的重物使坑底土顆粒穩(wěn)定，以減小平衡動水壓力或者改變動水壓力方向使得動水壓力的方向朝下，以確保施工的安全。

3.6在采用以上方法不適合本工程的施工時(shí)，可采用換填部分土體或者采用化學(xué)加固的方法保證施工過程在干燥的狀態(tài)下進(jìn)行，達(dá)到防治流砂的效果。

結(jié)語：

深基礎(chǔ)施工時(shí)，基坑支護(hù)受水文、地質(zhì)、天氣、荷載等不確定因素的影響，在土釘支護(hù)工程施工過程中，收集施工場地范圍內(nèi)的工程水文地質(zhì)條件，在施工前和施工工程中對支護(hù)本身或?qū)ο蟮膭討B(tài)變化進(jìn)行監(jiān)控，檢查測量的底部地標(biāo)開裂狀態(tài)，對地下水變化及基坑滲水情況進(jìn)行全面檢查。對基坑開挖可能影響的周邊建筑以及管線進(jìn)行沉降、位移以及裂縫觀測，并把獲得的信息通過修改設(shè)計(jì)方案的以及施工工藝而反饋到實(shí)際施工中。隨時(shí)對現(xiàn)場的周圍環(huán)境變化以及土體工程的穩(wěn)定性狀態(tài)、安全狀態(tài)、以及支護(hù)效果。流砂現(xiàn)象的防治對于建筑工程施工是相當(dāng)重要的，它影響著這個基礎(chǔ)工程的穩(wěn)定。本文淺議了對土釘墻支護(hù)工程中的流砂成因、危害以及防治。希望可以給予大家一些幫助，使土釘墻支護(hù)支護(hù)技術(shù)能為我國的建筑施工技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］朱淵 .某火車站土釘墻支護(hù)工程施工要點(diǎn)［J］.山西建筑，2012（04）

［2］楊志武. 土釘墻施工的監(jiān)控要點(diǎn)［J］.建設(shè)管理，2009（09）