对深基坑管涌现象原因分析及处理措施

对深基坑管涌现象原因分析及处理措施摘要：随着深基坑工程数量的增多，基坑工程安全问题也显得日益重要。本文阐述了在深基坑工程中比较容易出现的管涌灾害，对其产生的原因进行了分析，并提出了以疏为主、综合治理（包括沙石滤水围井、降水、注浆以及旋喷止水）等在内的治理的工艺方法。供同行参考。

关键词：深基坑；管涌；原因分析；措施

0、前言

“管涌”就是指土颗粒群体在渗透水压的作用之下发生相对的运动，填充于骨架空隙之中的细颗粒被渗水冲走的现象。管涌的初始的阶段通常情况下的征兆并不是很明显，比较不容易被预防，如果发作或发展起来又是非常的迅急，此时，在慌乱的情况之下所做的仓促的决策不仅可能会徒劳无功，而且有可能会随着时间的流逝，局面更加难以得到控制，从而造成了更大的损失。尤其是在沿海地区或者是在冲积平原上，明挖的深基坑施工更容易出现管涌的现象，在管涌发生之后可能会引发基坑坍塌失稳等比较严重的灾害。因此对管涌产生的原因进行正确的分析，及时地对症下药制定出应对的处理方案，并且要做到坚决果断的实施非常重要，尽可能的把管涌的危害降低到最小，使得周边临近的建筑物包括基坑自身的安全得到保护，保证基坑的工程能够顺利的实施。

1、管涌产生的原因分析

基坑工程是一个整体的系统的工程，基坑出现的问题一般是由多方面的原因所造成的。地质原因是管涌发生的根本原因，因此要求设计、施工单位必须对工程范围的地质有比较清楚的了解，确定有针对性的围护施工方案，认真及时地研究地质的条件以防范事故的发生。既要重视地质的原因，也不可以忽略掉施工自身的原因。止水帷幕封闭不了、开叉，施工质量达不到标准要求，或者工艺方案的选择的错误，都是有可能造成管涌的发生的，如果通过有效控制住这些主观的失误，那么大多数的管涌情况可能也都不会发生了。

一般情况下，地下工程的地质为二元的或者三元的结构，上层含水量丰富，土体渗透系数大，地下水联系性高，是相对比较透水的填土、粉土、淤泥质土、卵石层、砂砾层等：下层是黏土、残积土层、风化岩、粉质黏土等相对不透水层或不透水层。当基坑开挖以后，如果不允许基坑外降水，由于透水层渗透水头的损失不大，在～定水力梯度渗流作用下，下层的相对不透水层将会承受较大的水压力。在没有反滤层保护的情况下，当这股水压力冲破了不透水层，或者围护结构本身存在着某个薄弱部位，反压土体的厚度的损失，粉土、粉砂、细砂等就会随水而流出，即发生了管涌管涌不断进行，水土流失也越来越严重，管涌面越来越大，最终导致基坑外得地面沉陷，甚至可能造成围护结构的失稳、坍塌事故的发生。

2、管涌险情判别

当发生管涌现象以后，首先要及时对管涌的具体情况进行判别，以此来判断管涌的严重程度，根据管涌的程度来确定处理的方案

一般可以从如下的几个方面对管涌险情的严重程度进行判别，分别是管涌口直径、涌水的浑浊程度和带砂的情况、洞口扩展的情况、涌水量、涌水的水头等，另外同时还要结合基坑周边的环境进行综合的考虑，如果周边有重要的道路、建筑物等，就要提高管涌的严重程度判别等级。

(1)如果管涌程度在开始初期较轻，但是随着管涌的进行，管涌的严重程度不断发展，管涌的口径不断扩大，导致管涌流量不断增大，随之带出的砂、泥也越来越多，这亦属于一种重大的险情，需要及时对之进行处理。

(2)如果管涌口所涌出来的水量小，水流的流速小，携泥携砂量也较少，那么这种情况则属于较轻的管涌，可不对管涌口进行处理，如在管涌口附近挖集水坑设水泵等进行集中的抽排，同时需要根据实际情况采取止水或者降水措施。‘

(3)如果管涌的开口较大，水流速快j短时间内管涌携带出大量的泥砂j这就属于严重的管涌，必须在发现情况时，立刻采取相应的应急措施进行处理。

(4)当基底地面有水渗出、出现隆起、细流流出等现象，可能就是管涌出现前的预兆。随着时间的推移，在较高的水压差作用下。相对不透水层中细小的颗粒将由于地下水逐渐洇渗而被逐渐携带

出来，另外土体颗粒之间的空隙也越来越大，大颗粒也渐渐被带出，最终形成涌水的通路，险情亦随之发生了。

3、管涌处理措施

管涌程度受地质的影响，对管涌采取的处理方案也各有差异，应因地制宜确定最佳处理方案，通常情况下应以疏为主，以疏、排、堵、截、压或者是几方面相结合为原则进行综合治理。

3．1滤水围井

当出现单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况，可采用如下这种方法当管涌口相对很小时，可用无底汽油桶或水桶做围井。用麻袋或编织袋在管涌口处装士抢筑围井，同步在井内填铺反滤料，以制止涌出的刘水带砂，以控制险情。

应根据险情程度、地面情况、料物储备等来确定围井面积。应以能够控制涌水带砂为原则定围井高度，但一般不超过1．5 m，防止在围井附近产生新管涌。如果出现管涌群，根据管涌口之间间距选择单个或多个围井进行抢护。围井与基底保持紧密接触，以防造成漏水，使围井水位无法抬高。

抢护管涌险情的原则是制止涌水带砂，而留有渗水出路。这样既可使砂层不再被破坏，又可以降低附近渗水压力，使险情以控制和稳定。所以围井内铺填必须选择透水料。因为发生管涌时，完全靠堵是非常难以实现的，管涌已形成通路，短暂的封堵只会引发更大规模的管涌。可在管涌口采用先铺一或两层土工布，之后上筑

土袋围井，井内可填充一些砾石碎石等～般透水性材料，土工布对颗粒细小的粉土、粉砂、细砂可有效拦截。

3．2降水减压

在管涌发生部位对应的基坑外侧设置井点降水，经过抽排该段地下水位将会降低，切断管涌水力的供应，管涌将逐渐减弱。因为需要一定时间进行井点降水，在降水产生效果前，应采取疏排、反压等缓解措施，来避免管涌情况的恶化。降水井根据基坑深度、地质情况可选择真空降水、管井降水等。

3．3注浆

通常情况下，根据管涌点的位置，可以推断出地质薄弱段或围护结构薄弱点，以有效采取局部强化措施来切断管涌的路径。在地下水丰富的地质情况下，单液浆体注入后还未凝固就有可能被稀释冲散，止水效果很难达到，此时可采用水泥一水玻璃双液注浆，凝结时间为4o一80s，亦可采用其他凝固时间较短的化学浆液。

3．4滤水压重

当管涌涌水涌砂量大，情况严重，其他措施都来不及采取时，可直接将滤水性材料分层压在管涌口范围以内，通常情况下由下层到上层，压重的颗粒由小到大，根据管涌程度确定具体的厚度，一般情况下分层厚度不宜小于30cm。

3．5 旋喷桩、搅拌桩

很多管涌是由于围护结构没有闭合而引起的，如果是该种情况，