实例谈深基础施工中出现流沙和管涌现象的防治

预 防 和 处 理 流 沙 、管 涌 的 原 则 是 “ 少 或 平 衡 动 水 压 减 力 ” “ 绣一 方 ”２～６＃楼 工 程 在 ６ 楼 （ 近 北 侧 ） 下 室 。锦 ６ ４ ＃ ４ 靠 地 基 坑 开 挖 时 ，当 进行 电梯 井基 坑 垫 层 施 工 时 出现 管 涌 现 象 ，
间位阻效应 （ 研究表明传统木质素磺酸盐减水剂 主要依靠 吸
附 在 水 泥 表 面 形 成 静 电斥 力 达 到减 水 的效 果 ） ，分 子 结 构 如
图 ４所 示 。
［ 孙振平 ， ４ ］ 冯波 ， 黄雄荣 ， 醛 酮 一磺化木质素共聚减水 等．
剂 的性 能研 究 Ｕ． 筑 材 料 学报 ，０ ０３：３ — ３ ． ］ 建 ２ １ （ ３０ ３４ ）
第 ３ （ 第 １３期 ） 期 总 ４
综 合 论 述 ■
例 谈 深基础 施 互 中 出现流 沙和 管 涌 现 象的 活
吴 玉 亭
（ 厦门基 业衡信咨询有限公 司， 福建 厦门 ３ １０ ） ６ ００ 摘
一
要 本 文根 据漳州“ 绣一 方”２ ４ 锦 ６ ～６＃楼 工程地下 室深基坑 开挖 中， 出现 流砂和管 涌现 象时所采取的
些防 治措施 ， 结合其它工程的施工经验与教训 ， 并收集 了一些有关资料 ， 谈谈 深基 础施 工时 出现流沙 、 管涌现
关 键 词 基 坑 ； 工 ； 沙 ； 涌 施 流 管
象的 防 治 方 法 。
０ 引言
在 地下承压水较高的地区进行基坑开挖 ， 渗流现象总是 最为突出的 ， 而流砂和管涌是基坑工 程渗流破坏的一种主要
力墙结构体 系， 地下 ２ ， 层 地上 ３ 层 、４ ， １ ３ 层 基础采用静压预 应 力高 强混 凝 土管桩 Ｐ ５ ０ １５ Ａ ＨＣ ０ — ２ 一 Ｂ管桩 和 冲孔 灌 注桩
过大 、 层夹 间有渗透 系数很大 的粉砂层 、 地下存 在不透水 土
素磺酸盐 分子结构 中的双键 、 基 、 酸基 以及 苯烷基结构 羧 磺 为其 高性能化提供 了可能 。 笔者通 过分 析木质素的大分子结构 ， 以现有的减水机理 理论研 究为依 据 ， 参照木质 素改性 的研 究成果 ， 大胆 提出未 来木质素高性能化 改性 的两种主要方向 ： ①木质 素磺 酸盐类
本工程最 终采取在 电梯基坑范 围 内设 置 ４个 轻 型降水 井进行局部降水 ， 一边 降水 一边回灌 ， 马上开挖 ， 马上施工垫
层 （ 大 垫 层 厚 度 施 工 ）另 外 等 垫 层 有 一 定 强 度 时 ， 电梯 加 ， 在
深基坑 中立 即进行钢筋混凝 土部分先施工 ， 以确保 深坑施 工
【 孙振平 ， ５ 】 蒋正武 ， 于龙 ， 改性木质素磺酸盐减水剂的性 等．
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减水剂通过适 当降解 以降低分子量 ， 高羧 基等活性基团含 提
量 为进一步 功能化 提供条件 ； 降解后 木质 素与羧酸类单体 ②
［ 王子明 ， ３ ］ 王亚丽． 混凝土高效减水剂【 ． Ｍ】 北京 ： 学工业 化
出 版 社 ．０ １ ２１．
共聚， 在原 木质素 的体 系上接上 活性 的长 链 ， 以期提 高其 空
的安 全 Ｉ 最 终 取 得 成 效 。 生， ３２２ 预 防流 沙 、 涌 的基 本 方 法 ．． 管
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 ， 填充在土体骨架空隙 中的细颗粒被渗 水 使
带 走 而 形 成 涌 水 通 道 ， 形 成 管 涌 。 当主 渗 漏 涌 水 通 道 上 的 即
时 间越 长 ， 通道 的宽 度 越 宽 ， 而 发生 大 量 涌 水 和 塌 方 事 故 继
（ 三级）井 点降水使地下水 浸润线低 于开挖范 围 以下 ５０ ｍ ０ｍ 后， 再继续开挖施工 。② 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， 从而避
并 带有流沙性质 ， 出水流量 大约达到 ５ ｍ３ 。建设单 位马上 ０ ／ ｈ 组织专家及相关单位进行讨论 ，最终提 出的处 理措施要求 ：
电 梯 基 坑 底 立 即停 止 抽 水 ， 并立 即 采 用 淤 泥 或 粘 性 土 回填 至 底 板 底 标 高 ， 时 加强 观测 密 度 及 日常 巡 视 。并 在 电 梯 基 坑 同
的开挖。
２ 流沙、 管涌成 因 的分析
２１ 流 沙 的 成 因 ．
土 体 在 受 水 浸 泡 饱 和时 ， 粒 中亲 水 胶 体 颗 粒 吸 水 膨 胀 土
使 土粒的密度 减小 ， 当在动水 压力 的作用 下 ， 动水压力超 过
土粒 的重 力 时 ， 土粒 产 生 悬 浮 流 动 ， 即形 成 流 沙 。 水 压 力 是 动 产生 流沙 的一 个 重 要 因 素 。 ２２ 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 ， 水 位 差 的作 用 下 ， 坑 土 体 中存 在 渗 透 水 流 ， 于 在 基 由
“ 锦绣一方 ６ ６ ＃楼 ” ２ ４ 场地位于“ 锦绣 一方 ” 北侧 ， 北邻漳州 市 迎宾 路 ， 其东侧为锦绣 商业 广场 ， 南侧为“ 锦绣一方 ”３ ５ ２ 、５
及 ５ 楼 。总 建 筑 面 积 为 Ｉ４ ３ ．３ ６ ＃～ ４ 均 为 剪 ６号 ６２７ ｍ ；２ ６ ＃楼 １
能力 和要求降低水头量经计算确定 ） 进行。 （ 土体抗渗加 固截水法 ： ２ ） 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
先探 明承压水 头 、 透水层 的标 高和厚度 ， 对坑底土体 进行 并
（） 点降水法 ： 当 出现流沙 时 ， １ 井 ① 应立 即停 止开 挖 ， 回 并
填 深 坑 将 流 沙 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 （ 三级 ）井 点 ， 二 级 或 待
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
一
谈 深 基 础 施 工 时 出现 流 沙 、 涌 现象 的原 因及 防 治 方 法 。 管
水 一起 流动的现象。管涌是指在渗透力 的作用下 ， 土体 中的 细颗粒沿着 土体骨架颗 粒间 的孔 道移动或被 带出土体 的现
１ 工程概 况
“ 锦绣一方” 位于漳州市迎宾路和南昌东路之 间。 本工程
按承 台垫层标高 一 ２３ｍ考虑 ，基坑开挖深度约 为 １ ． ｍ， １． ０ ３ １０ 裙房 及纯地下 室区域坑底 标高按 承 台垫 层标 高 一 ０ ｍ考 １． １０
虑， 基坑 开挖 深 度 约 为 １． ｍ。基 坑 总 面 积约 为 １２ ０ 总 ００ ０ ５０ｍ ， 周 长 约 ６ １ 基 坑 侧 壁 安 全 等 级 为一 级 。 坑 围护 结 构 形 式 ８ ｍ。 基 采 用 以下 支 护 形 式 ：基 坑 采 用 Ｓ ＭＷ 工 法 桩 加 一 道 钢 筋 混 凝 土 内 支撑 的支 护 形 式 ， 顶 约 ３ 桩 ｍ高 度 自然 放坡 ， 部 桩 顶 无 局 空 间处 采 用 槽 钢 超 前 支 护 。Ｓ Ｍ 工法 中 ， ８０ ０ Ｗ ５ ＠６ ０三轴 水 泥 搅 拌 桩 作 为 止 水 帷 幕 及 挡 土 措 施 ， 内 插 的 支 护 桩 采 用 Ｈ ７ ０×３０×１ ２ Ｎ０ ０ ３× ４规 格 的 Ｈ 型钢 桩 。
施工的降水方 案。 常采用人工降水 、 通 抗渗 围护等 。 无论采用
什 么 方 案 ， 案 中应 对 坑 中待 挖 土 中的 地 下 水 位 变 化 情 况 进 方 行 必 要 的验 算 ， 降 水 措 施 满 足 地 下 水 位 浸 润 线 低 于 开 挖 底 使 标 高 以下 ５ ０ 的施 工 条 件 。 ０ ｍｍ （） 在 深 基 坑 开 挖 施 工 中 ， 发 现 有 地 下 承 压 水 ， 事 ２凡 如 应
形 式 。 流 沙 是 指 土 粒 失 去 自重 处 于 悬 浮 状 态 ， 颗 粒 随 地 下 土
层和承压含水土层以及基坑 附近有地下管道漏水等） 给基 ， 会
坑 开 挖 施 工 带来 很 大 的不 利 。因此 在 深 基础 施 工 时 ， 基坑 对
降水和预防流沙 、 管涌的防治措施应特别重视 。本文主要谈
范围 内设置 ２～３ 个轻 型降水井 ，采用局部降水 的方式将水
位 控 制 在 开 挖 面 以 下 ５ ０～１０ ｍｍ， 成 降 水 漏 斗 后 再 重 新 ０ ００ 形
进行 电梯基坑 的开挖 ， 一边降水 一边 回灌 ， 同时加强 基坑 监 测和巡视 。如 以上方式无法有效解决 电梯 基坑底 的管涌 ， 或
３ 对流 沙 、 管涌 的预 防措施
３１ 施 工 方 案 的设 计 编 制 与 论 证 ． （） 保 证 深 基 础 施 工 时 基 坑 不 积 水 ， 深 基 础 施 工 之 １为 在 前 ， 先 应 根 据 地 质 勘 察 资 料 和 工 程 实 际 情 况 ， 计 深 基 础 首 设
象 。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 部分 ， 对一般 工程而言 ， 采取 必要 的人 而当遇 到地下