建筑工程施工中流砂现象的防治措施

建筑工程施工中流砂现象的防治措施
摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，在建筑工程施工中，基坑的挖掘往往要到达地下水位以下，这就导致基坑开挖的过程中经常遇到流砂现象，严重影响建筑工程的施工，并对施工人员人身安全造成一定威胁。

对此，文章通过分析建筑施工中流砂现象产生的原因，剖析流砂现象对建筑施工和人们财产安全带来的危害，提出流砂现象的防治措施，从而提高建筑施工中对流砂现象的防治能力，提升建筑质量。

关键词：建筑工程;施工;流砂现象;防治措施
引言
流砂是地下水自下而上渗流时土产生流动的现象,它与地下水的动水压力有密切关系。

流砂在工程施工中能造成大量的土体流动,致使地表塌陷或建筑物的地基破坏,能给施工带来很大困难,或直接影响建筑工程及相邻建筑物的安全,因此,流砂必须进行防治,那么,探讨流砂处理中的几个问题就显得十分必要。

1流砂现象防治的重要性
在施工前充分了解施工地土质及水文情况，以做好流
砂防治措施，不仅可以为施工的开展提供良好的工作条件，保障施工人员的人身安全，还保障了施工进度，减少了流砂造成的人力、物力、财力方面的损失。

对于建筑工程施工单位来说，防治流砂现象可以提高施工速度和建筑品质，同时减少相关建筑成本；对于周围建筑物来说，防治流砂现象可以减少施工带来的不良影响，保障了周围建筑物的安全。

因此，建筑施工中，对流砂现象的防治尤为重要，相关人员需要高度重视。

2流砂形成的原因
流砂的形成原因是多种多样的,主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层,在遇到水流的情况下,整个砂层发生流动,从而形成了流砂层。

流砂,顾名思义,就是流动的砂子,这主要是砂子在地下遇到水,在水压力发生变化的情况下,水发生了流动,这样砂子跟水一起发生了流动,但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向,在一定条件,土转化为流砂,而在另一条件下,如在基坑开挖中,防沉流砂的原则是“沉流砂必积水”主要途径是消除减少或平衡动水力压力。

在基础施工过程中,如果没有解决好流砂问题,基础就会跟着砂层一起流动,发生位移,这样地基的持力层就会发生变化,这对建筑物来说是十分有害的,也是绝对不容许有这种现象发生的。

2流砂现象的防治措施
2.1喷射井点法
降水分为喷水井点法和喷气井点法，这是根据喷射装置命名的，其原理相似，都是将一个特制的喷射器装在井点管内。

喷射井点管由内管和外管两部分组成，这个喷射装置装在内管中，当高压水泵或者空气压缩机对其进行高压水或者压缩空气输入的时候，地下水会在井点外管与内管间的缝隙被抽走。

以喷水井点法为例，喷射器紧连喷射井管内管的下端，在进行抽水作业时，高压水泵首先开始进行工作，此时水流经过内管和外管，形成一个环形空间，再经过喷射器的侧孔喷出，而喷射器侧孔的喷嘴处截面骤然变小，水流在喷口附近会具有极高的喷速从而形成真空，产生压力，地下水会被将吸入滤管中，此时地下水与工作中的水混合在一起经过扩散管，在压力的作用下，顺内管上升，经过总管排出，从而降低地下水位。

喷射井点法的优势是排水设备比较简单，其深度最深可达到20m；缺点是随着排水的进行，喷射器容易磨损，由于埋在地下更换麻烦，造成降水管理难度增大。

2.2人工降低地下水位
使地下水位降至可能产生流砂的地层以下,然后开挖或钻进。

①明挖排水一般采用明沟加集水井的施工方法,常应用于一般工程中。

②抽吸地下水抽吸地下水在设计时所需考虑的问题主要有:①降雨量。

须了解当地的降雨量,例如上海的
暴雨量大致为120～150mm/d,而广州的暴雨量可达300mm/d,重庆的暴雨量可达250mm/d。

②结合当地的质条件和施工经验。

③场地环境条件,如是否有地下管网(包括上下水道、电线电缆等)、是否存在相邻建筑物、是否有井点抽水的排水通道等。

④形成持续抽水条件。

井点抽水时须保持真空,除本身总管、联贯管等保持密封外,还应注意随着抽水而沉降引起的裂缝漏气,此时应使用塑料薄膜、钢丝水泥或纯粘土浆封闭裂缝的措施。

⑤电源。

须备有二路电源,以免因断电使井点停止运转而前功尽弃。

⑥泵。

井点泵须有备用量,以免机械故障而停止抽水。

抽吸地下水而降水的设计和计算涉及的问题很多、很广,应综合考虑场地的地质与地形条件、土与地下水的条件、地表水径流和施工的要求;同时要求具有井点设备和一些施工经验,以便对设计有较好细的考虑。

定量计算抽水量,可采用以下公式
对于不熟悉或没有地区经验值的场地,宜进行一些现场的测试(如渗透系数、影响半径)以核对设计计算的数据并对设计进行修改和完善。

2.3管井井点法
这种做法是将井管沿基坑按一定距离隔开，与轻型井管法不同的是，井管之间并不相连，而是单独进行作业，这就需要每一个井管都配有1台独立的抽水泵，多台水泵同时作业，可以迅速使地下水位降低。

因为多台水泵同时作业，所以单位时间内排水量很大，管井井点法特别适用于渗透能力强的土质和土层中地下水存水量较大的土层。

并且管井井点每台水泵相对独立，维护起来相对容易。

管井井点法的降水深度通常不太高，一般在5m左右，如果对降水深度的要求较大，应该采用深井井点，又称“深井泵法”，这种降水法的降水深度会达到15m左右。

2.4轻型井点排水。

轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围，以一定的间距埋入，在地面上用集水总管将各井点管连接起来，并在一定的位置设置抽水设备，利用真空泵和离心泵的真空吸力作用使地下水经滤管进入井点，然后汇入总管排出，从而降低地下水位。

地下水降低后，可使所挖的土始终保持干燥状态，改善施工条件，同时还使动水压力方向向下，从根本上防止流砂发生并增加土中有效应力，
提高土的强度或密实度，因此，井点排水降低地下水位不仅是一种施工措施，也是一种地基加固方法，采用此方法降低地下水位，可适当改陡坡以减少挖土数量，但在降水过程中，基坑附近的地基土壤会有一定的沉降，因此，在施工时应加以注意。

轻型井点位置，一般根据基坑的大小、土质、水位、降水深度要求而定。

当基坑或沟槽宽度＜6m，水位降低值≤5m时，可用单排线状井点，布置在地下水流的上游的一侧，两端延长一般不小于沟槽宽度，如沟槽宽度＞6m或土质不良，宜用双排井点。

面积较大的基础宜用环状井点。

有时也布置为U形。

以利挖土机械和运输车辆的出入。

环状井点四角部分应适当加密。

井点管距离基坑一般为0.7～1m，以防漏气。

井点管间距一般用0.8～1.6m或根据经验确定。

如基坑较大，单套抽水设备不涌满足基坑开挖要求，可采用多套抽水设备，这时，井点系统要分段，各段长度应大致相等，分段地点宜选择在基坑转变处，以减少总管接头数量，提高水泵抽吸能力。

水泵应设置在各段总管中部，使泵两边水流平衡。

分段处应设阀门或将总管断开，以免管内水流紊乱，影响抽水效果。

结语
综上所述，虽然目前建筑施工中流砂防治措施有很多，但是安全隐患依然存在，这就要求施工单位在工程施工前对施工地点的地质条件及地下水水文条件进行详细调查和了解，这对流砂的防治有很重要的意义。

总之，建筑施工追求速度更应该追求质量，基坑的开挖是建筑施工的第一步，做好流砂防治才能开始施工，施工过程中遇到任何问题都需要结合施工地的具体情况，因地制宜地选择最佳的解决方案，在以人身安全为重的基础上改善施工条件，提升建筑质量，缩短工期，在保障施工项目顺利进行的同时，保障施工人员安全和周围建筑物的安全。

参考文献
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