石河排灌站引、排水地涵拆建工程基坑下流砂處理技術

鄭益林

（連云港市水利建筑安裝工程有限公司 江蘇 連云港 222000）

1 引言

在基坑工程建設過程中，流砂是指松散細顆粒土被地下水飽和后，在動水壓力即水頭差的作用下，產生的地下水自下而上懸浮流動現象。當地下水的動水壓力大于土粒的浮重度或地下水的水力坡度大于臨界水力坡度時，就會產生流砂。流砂作為三大災害之一一直是工程建設者在建設初期就應著重考慮，并提前想好預防手段的巨大災害，借此消除其對基坑工程造成的無法挽回的損失。本文在對石河排灌站引、排水地涵拆建工程的分析中，總結了流砂形成的原因和預防措施，并因地制宜的提出了相應的解決方案，其具有技術簡單快速，經濟成本低，加快施工進度等優點。

2 工程案例介紹

2.1 工程概況

石河排灌站引、排水地涵位于連云港市新浦區包莊鎮王溝村西3.4km處，即沭新渠更新改造工程樁號4+792處。石河排灌站設計流量4m3/s；排澇流量6m3/s。石河排灌站引、排水地涵淮沭新河側袋裝土圍堰于2013年8月12日填筑完畢，基坑于2013年8月17日開挖，當挖至基坑底部標高為-0.5m時。發現，基坑內側東北角處有兩個相距60cm直徑約3cm米的涌洞，出現大量冒砂、涌水現象。

2.2 工程地質條件

本工程由連云港市中藍連海設計研究院水文地質勘察部門在閘址部位布置了2個鉆孔，分布位于基坑中心的左右兩側，鉆孔距離為75.52m。

通過地質勘查，初步設計階段及施工圖設計階段地質情況如下表所示（注：高程系統采用廢黃河高程系，高程以m計；坐標采用北京54坐標系統。）

3 流砂現象產生的原因分析

產生流砂現象的原因有內因和外因：

內因：取決于土的性質，當土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數小、排水性能差等均容易產生流砂現象。因此，流砂現象極易發生在細砂、粉砂和亞粘土中，但是否發生流砂現象，還取決于一定的外因條件。

外因：是地下水在土中滲流所產生的動水壓力（滲流力）的大小。當單位顆粒土體受到的向上的滲流力大于或等于其自身重力，則土體發生懸浮、移動。

在本工程中，當挖至基坑底部標高為-0.5m時，出現涌洞。從其地質條件可知，在平均高程0.87m至-4.13m范圍內，土層為砂粉質粘土層，場地部分地段分布，厚度：4.40m至 5.00m，平均 4.52m；層底標高：-4.61m至-4.12m，平均-4.44m；層底埋深；9.80m至11.80m，平均11.08m。此土層是流砂易發生區，應做適當的防治措施。

4 本工程處基坑下流砂處理技術

流砂現象引起基坑邊坡塌方,土坡側向位移與沉降急劇增大，嚴重影響基坑工程的穩定性,危及工程的安全和施工的順利進行。因此基坑工程進行前要對可能出現的流砂情況進行分析和規避，如果在施工過程中出現流砂現象，相關人員一定要對流砂進行針對性的有效控制和處理，這對整個基坑工程的建設具有十分重要的意義。

流砂防治的主要原則是：

（1）減少或消除基坑內外地下水的水頭差，例如采取先在基坑范圍外以井點降低地下水后開挖，或在不排水基坑內以抓斗等工具進行水下挖土等施工方法。

（2）增長滲流路徑，例如沿坑壁打入深度超過坑底的板樁，其長度足以使受保護土體內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水力。

經過對上述施工階段地質情況的搜集，相關人員因地制宜的對該工程流砂現象數據進行收集分析，決定采用排水固沙，鉆孔注漿進行土體加固。

（1）排水固沙施工方法

先在流沙出口處鋪設規格為400g/m2透水土工布，然后用袋裝石子 （石子規格:20mm～40mm）把土工布壓住，使水流通過土工布而出，不讓其被細沙顆粒帶走，隨后在距離出口1m處挖集水坑，同時使用用2臺水泵將水排出基坑。

（2）土體加固施工方法

采用YZJ-180液壓鉆井機，沖擊成孔，孔徑φ100，孔深10m，按三排，10m×10m布置。成孔后將注漿管立即安放到鉆孔中。注漿管長10.5m，管徑3/4″。注漿管埋入砂層段，距端部2m。等安放完注漿管用人工填碎石和中砂，每2m交替填筑并不斷夯實直至孔口。然后采用320泥漿泵注漿，壓力為0.5M Pa～2M Pa且采用由小變大的加壓方法。水泥漿水灰比為0.6～0.7。

（3）效果

采取上述措施進行處理后，流砂止住，水不斷流出且逐漸減小；經基坑沉降及位移觀測，該側基坑沉降及位移均已穩定。

5 結論

（1）對工程項目而言，因為砂性土地的土具有較大的孔隙，具有較大的含水量，滲透系數小等因素的存在，所以流砂是一種普遍存在于砂型土地上的有害地質問題，在面對這樣有害地質問題的時候，工作人員應當及時加強施工組織，提高施工的工藝水平，因地制宜有效處理好流砂問題對基礎的影響，還可以有效的控制工程造價，縮減成本。

（2）根據流砂的強度大小來看，一般工程在基坑工作是會碰到一些輕微程度的流砂情況，針對這種情況，最有效和最經濟的措施是及時鋪設反濾碎石墊層和集中明排處理。

（3）相關設計人員在運用工程地質勘查報告的時候要多方面考慮，與實際情況相結合不能夠只關心地基承載力的問題，應當根據工程地質水文條件對施工過程中可能會出現的問題，提出必要的解決處理方案和針對問題設計預備措施。陜西水利

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