深基坑工程中管涌发生的原因及对策研究
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深基坑工程中管涌发生的原因及对策研究
孟令仲
新疆兵团水利水电工程集团有限责任公司 830011摘要:本文将分析引发深基坑工程中管涌的一些因素,提出一些对策,即已疏导作为主要措施,应用砂石滤水围井、降水、注浆和旋喷等措施来应对管涌问题。
关键词:深基坑;管涌;原因;对策
一、引发管涌问题的原因
因为基坑工程是一个规模较大的工程,它会涉及到多个方面,因此基坑出现的问题往往不是由一个方面造成,普遍是由多个方面造成的。
一般来说,地下的工程基本都是二元或者三元的结构,在最上面的那层是透水性较好的填土、淤泥质土、粉土、砂砾层、卵石层,这一层的土质应用较强的渗水性,因此还有大量的水,与地下水有非常多的联系;而下层就是黏土、粉质黏土、残积土层以及风化岩等这些透水能力较差甚至无法透水的土层。
开始进行基坑施工时,如果基坑外面没有办法进行降水,这就导致了因为上层的透水性过好,所以在上层不会有太多的水分流失,而在水力梯度的渗流作用下,下层这样相对上层透水力较差甚至不渗水的土层就会承受非常大的压力,而一旦水的压力超过了下层的承载力,那么就水压就会使下层或者围护结构的薄弱地方崩塌,这样一来,土体的厚度就会减少,而在没有了保护层的情况下,骨架的粉土、粉砂、颗粒就会随着水流向外流出,这样一来就出现了管涌。
而伴随着管涌的持续破坏,水土流失就会越加的严重,管涌涉及到的面积也不断增大,这样持续下去,最后只会导致基坑外的地面崩塌下沉,进而造成坍塌的安全事故。
二、深基坑工程中应对管涌问题的一些措施
1.判断管涌的险情
在发生管涌后,如果想要采取措施,首先要对管涌的险情进行判断,再根据情况选择相应的对策。
通常来说,对管涌险情可以从下面几
个方面进行判断:
(1)如果基底的地面突然鼓起,并且有一些细微的水渗出,这就四发生管涌的前兆,虽然当前的情况没有特别严重,但只是因为当前睡得压力还无法将上土层顶穿。
而如果不采取措施,当高压水差持续作用时,地下的水流不断的将土层中的颗粒带出,地下土层的厚度逐渐减少,当小颗粒不断被带出时,土体颗粒的空隙也不断增大,这时大颗粒也被带出,这样一来,水流量就会越来越大,最终险情就出现了。
(2)如果出现管涌后,涌出的水量不是很大,,水流量的速度也不大,带出的泥沙量也不是很多,这种情况属于不是很严重的管涌,这时可以对管涌口处不采取措施,可以在管涌附近设置集水坑安防水泵进行抽排。
(3)如果管涌在开始时程度并不严重,但是随着时间的推移管涌情况越来越严重,管涌的口径慢慢增大,管涌的流量也越来越大,带出的泥沙量也更多,这种情况也属于严重的险情,需要及时的处理。
(4)如果管涌的开口非常大,涌水量特别多,流速特别急,携带的尼沙量特别多,这种情况就属于非常严重的管涌,就需要立即采取措施来应对。
2.管涌处理对策
因为每一个地方的土质不一样、程度一样,所以采取的对策也要不一样,应当根据世界的情况采取合适的方案,而总的来说,采取的措施应当本着疏导为主要原则,在通过排、截、堵等其他方面进行处理。
(1)降水减压
这一措施的主要原理是在基坑的外面进行降水,这样一来水压的差值就会减少,从水的压力就不足以进行将管涌的情况扩大。
具体措施是在管涌发生的部位对应基坑外侧安置井点进行降水,对这一地段的地下水进行抽排,从而降低水位,这样一来管涌就缺少了力的推动,管涌情况也会逐渐消退。
但是由于井点降水需要一定的施工准备时间,所以,在施工以前,需要采取反压、疏排的方式来环节一下,防止管涌情况继
续二话。
而降水井需要按照地质的情况、基坑的深度来进行选择。
(2)滤水围井
滤水围井的具体措施是在管涌口处应用装有沙土的麻袋进行抢筑围井,同时在井内铺填一些反滤料,这一措施的作用在于避免水流量持续将泥沙带出,进而将管涌险情控制住。
而如果管涌口不是很大时,可以将一些水桶的底部去掉,做成围井,这种方法主要适用于单个管涌或者管涌较为集中的情况。
围井的面积不是随意安排,而是需要根据各种情况来确定。
围井的高度需要能控制水流带砂,但是也不可以过高,通常控制在150cm一下。
而如果是管涌数目过多时,可以先观察管涌口处的间距,在来判断是选择什么样的方式进行处理。
当然,围井内一定要选择透水的材料进行铺填。
(3)注浆
通常我们可以通过管涌点的位置来判断出维护结构的薄弱点或者薄弱地段,进而采取相应的措施,将管涌的源头切断。
如果该地段的地下水非常多,采用单液浆体进行注浆的话,在浆体还没有凝固时就会被湍急的水流量冲散,根本就无法达到控制管涌的效果,因此就需要应用水泥以及水玻璃双液注浆加固来进行止水,这种方式可以在很多的时间凝固进而保证止水的效果,同时,有条件的话也可以根据实际情况选择凝结时间更短的化学浆液。
(4)滤水压重
如果管涌突然发生,并且情况非常严重,同时没有时间采取别的应对措施,可以应用能够滤水的材料直接将分层压在管涌口范围,通常从上到下压重的颗粒也是从大变小,材料的厚度需要按照管涌实际的严重性来确定,分层的厚度不能够低于300mm。
(5)旋喷桩
发生管涌情况的主要原因是因为围护的结构没有闭合,这就可以采用旋喷桩来对止水,这也是一个应对管涌问题的一项解决措施。
旋喷桩
的应用也需要一定的准备时间,因此在日常的施工中也需要准备好,如果在管涌情况发生以后再进行准备,很难再段时间内达到效果。
三、结束语
在社会经济飞速发展的大环境下,深基坑工程越来越多,而管涌的问题一直阻止着相关工程的发展,因此如果没有控制好管涌问题,则容易出现安全事故。
这就要求深基坑相关的技术以及资源都能够达到相关的标准,日常施工时做好准备工作,在施工之前也要对地质做好严格的勘察,在控制住管涌险情后也不能松懈,进行反复的检查。
而相关工作技术人员也应当重视能够避免管涌的关键技术和措施,并希望能够不断的创新与进步,争取可以开发出更加优秀的技术来避免管涌的危害,更好的保证工程的质量,从而更好的推动国家的建设。
参考文献:
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