流砂与管涌ppt课件
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一秒前
一秒后
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❖ 抢护管涌险情的原则应是制止涌水带沙，而留有渗 水出路。这样既可使沙层不再被破坏，又可以降低 附近渗水压力，使险情得以控制和稳定。
抢护方法
(一)反滤围井 在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井，井内同步铺填反
1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 层，高度为55m
1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土 层，强度较低，变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
10
• 抢挖并抛大石块法 分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标
高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将 流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
• 人工降低地下水位法 即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井
点等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流 向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑 内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较 可靠。
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3、流砂的防治
• 枯水期施工法 枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动
水压力小，就不易产生流砂。
• 设止水帷幕法 将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅
拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度， 形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结 构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内 的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力， 防止流砂产生。
流砂与管涌
流砂
什么是流砂 形成原因
流砂
危害
处理对策
防止流砂
1、流砂现象
在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推 动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土 完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深 度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。
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3、流砂的危害
• 出现流砂现象时，土完全丧失承载力， 土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化， 基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基 坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出 现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。
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比萨斜塔
1590: 伽利 略在此塔做 落体实验
目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°
广佛地铁桂城站基坑出现 流砂，地面下沉约1.5m 图为砂包封堵抢险现场
3
2、产生流砂现象的原因
• 流砂的形成是多种多样的，可概述为由于河水的 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。
• 流砂发生的原因，主要是水在土中渗流所产生的 动水压力对土体作用的结果。
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流砂防治的其他方法
地下连续墙
土壤冻结法
压密注浆法
阻止地下水 流入基坑
12
管涌
什么是管涌 形成原因
管涌
危害
险 情 判 别
抢 护 方 法
管涌基本概念
• 坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现 象称为管涌。
• 管涌又称潜蚀、流土，是指在汛期高水位 情况下，堤防背水侧发生“流土”和“潜 蚀”两种不同含义的险情的统称。
当，形成渗流通道。 (6)由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄。
wk.baidu.com
管涌的危害
• 管涌发生时，水面出现翻花,随着上游水位升 高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌 水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏， 孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷， 造成决堤、垮坝、倒闸等事故。
• 据统计，1998年汛期，长江干堤近2/3的重大 险情是管涌险情。所以发生管涌时，决不能 掉以轻心，必须迅速予以处理，并进行必要 的监护。
管涌形成原因
堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为： (1)防御水位提高，渗水压力增大，堤背水侧地面粘土层厚度不够。 (2)历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤背水侧留有渊潭，
渊潭中粘土层较薄，常有管涌发生。 (3)历年在堤背水侧取土加培堤防，将粘土层挖薄。 (4)建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。 (5)在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。
3、流砂的防治
在基坑开挖中，防治流砂的原则是“治流砂必先治水”。 防治流砂的主要途径有：减少或平衡动水压力；设法使动水 压力方向向下；截断地下水流。 其具体措施有：
（1）枯水期施工法。 （2）设止水帷幕法 （3）抢挖并抛大石块法。 （4）人工降低地下水位法
• 管涌险情的发展，以流土最为迅速。它的 过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒 增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟 带出砂粒也就更多
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管涌形成的原因是多方面的。一般来说，堤防基础为典 型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是 粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。 在汛期高水位时，由于强透水层渗透水头损失很小，堤防背 水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这 股水压力冲破了粘土层，在没有反滤层保护的情况下，粉沙、 细沙就会随水流出，从而发生管涌。
• 细颗粒、均匀颗粒、松散及饱和的土容易发生流 砂现象，因此流砂现象经常发生在细砂、粉砂及 粉土中发生。但是否会发生流沙现象，还与动水 压力的大小有关。
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引起流砂的因素主要有： 1)．主要外因取决于水力坡度的大小，即该地区地下水位越高， 基坑挖深越大，水力压力差越大，越容易产生流砂现象； 2)．土的颗粒组成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%； 3)．土的不均匀系数D60/D10<5（式中D60为限定颗粒，即小于 某粒径的土粒重量计百分数为60%时；D10为有效粒径，即小于某粒 径的土粒重量计百分数为10%时）。易发生流砂地区取得不均匀系数 的值在1.6～3.2之间； 4)．土的含水量大于30%； 5)．土的空隙率大于43%； 6)．在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度 大于250mm。
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一秒后
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❖ 抢护管涌险情的原则应是制止涌水带沙，而留有渗 水出路。这样既可使沙层不再被破坏，又可以降低 附近渗水压力，使险情得以控制和稳定。
抢护方法
(一)反滤围井 在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井，井内同步铺填反
1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 层，高度为55m
1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土 层，强度较低，变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
10
• 抢挖并抛大石块法 分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标
高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将 流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
• 人工降低地下水位法 即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井
点等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流 向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑 内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较 可靠。
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3、流砂的防治
• 枯水期施工法 枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动
水压力小，就不易产生流砂。
• 设止水帷幕法 将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅
拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度， 形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结 构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内 的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力， 防止流砂产生。
流砂与管涌
流砂
什么是流砂 形成原因
流砂
危害
处理对策
防止流砂
1、流砂现象
在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推 动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土 完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深 度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。
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3、流砂的危害
• 出现流砂现象时，土完全丧失承载力， 土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化， 基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基 坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出 现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。
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比萨斜塔
1590: 伽利 略在此塔做 落体实验
目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°
广佛地铁桂城站基坑出现 流砂，地面下沉约1.5m 图为砂包封堵抢险现场
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2、产生流砂现象的原因
• 流砂的形成是多种多样的，可概述为由于河水的 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。
• 流砂发生的原因，主要是水在土中渗流所产生的 动水压力对土体作用的结果。
11
流砂防治的其他方法
地下连续墙
土壤冻结法
压密注浆法
阻止地下水 流入基坑
12
管涌
什么是管涌 形成原因
管涌
危害
险 情 判 别
抢 护 方 法
管涌基本概念
• 坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现 象称为管涌。
• 管涌又称潜蚀、流土，是指在汛期高水位 情况下，堤防背水侧发生“流土”和“潜 蚀”两种不同含义的险情的统称。
当，形成渗流通道。 (6)由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄。
wk.baidu.com
管涌的危害
• 管涌发生时，水面出现翻花,随着上游水位升 高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌 水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏， 孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷， 造成决堤、垮坝、倒闸等事故。
• 据统计，1998年汛期，长江干堤近2/3的重大 险情是管涌险情。所以发生管涌时，决不能 掉以轻心，必须迅速予以处理，并进行必要 的监护。
管涌形成原因
堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为： (1)防御水位提高，渗水压力增大，堤背水侧地面粘土层厚度不够。 (2)历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤背水侧留有渊潭，
渊潭中粘土层较薄，常有管涌发生。 (3)历年在堤背水侧取土加培堤防，将粘土层挖薄。 (4)建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。 (5)在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。
3、流砂的防治
在基坑开挖中，防治流砂的原则是“治流砂必先治水”。 防治流砂的主要途径有：减少或平衡动水压力；设法使动水 压力方向向下；截断地下水流。 其具体措施有：
（1）枯水期施工法。 （2）设止水帷幕法 （3）抢挖并抛大石块法。 （4）人工降低地下水位法
• 管涌险情的发展，以流土最为迅速。它的 过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒 增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟 带出砂粒也就更多
14
管涌形成的原因是多方面的。一般来说，堤防基础为典 型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是 粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。 在汛期高水位时，由于强透水层渗透水头损失很小，堤防背 水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这 股水压力冲破了粘土层，在没有反滤层保护的情况下，粉沙、 细沙就会随水流出，从而发生管涌。
• 细颗粒、均匀颗粒、松散及饱和的土容易发生流 砂现象，因此流砂现象经常发生在细砂、粉砂及 粉土中发生。但是否会发生流沙现象，还与动水 压力的大小有关。
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引起流砂的因素主要有： 1)．主要外因取决于水力坡度的大小，即该地区地下水位越高， 基坑挖深越大，水力压力差越大，越容易产生流砂现象； 2)．土的颗粒组成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%； 3)．土的不均匀系数D60/D10<5（式中D60为限定颗粒，即小于 某粒径的土粒重量计百分数为60%时；D10为有效粒径，即小于某粒 径的土粒重量计百分数为10%时）。易发生流砂地区取得不均匀系数 的值在1.6～3.2之间； 4)．土的含水量大于30%； 5)．土的空隙率大于43%； 6)．在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度 大于250mm。