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基坑工程中防止流砂的方法!

361 2021-11-29 10:45:17

流砂现象一旦发生,对基坑工程及周围环境均有很大危害,因此应以预防为主。首先我们先分析一下为什么会发生流砂现象?

我们知道,水在土中渗流的时候会受到土颗粒的阻力,从作用力与反作用力大小相等、方向相反的原理可知,水流过土体时必定有压力作用于土颗粒上。单位体积内土颗粒骨架所受到的压力总和,我们称之为动水压力GD。动水压力GD的表达式为:

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流砂现象多发生在颗粒级配均匀而细的粉、细砂等砂性土中,这类土具有相当高的渗透性。在粘土和粉质粘土中,由于不会发生渗流或渗流量很小,一般不会发生流砂现象。同时,在砾石中,由于它的高透水性而允许大量的抽汲,因而自然地形成较长的渗流路径,所以也不易发生流砂现象。流砂的危害表现在,轻微的流砂现象会使一小部分细砂随着地下水一起穿过挡墙缝隙而流入基坑,增加基坑的泥泞程度;中等程度的流砂现象,在基坑底部靠近挡墙处会发现有一堆细砂缓缓涌起,形成许多小小的涌水孔,涌出的水夹带着一些细砂颗粒在慢慢地流动,此时挡墙内被动土压力减小,慢慢地会增大墙底位移;严重的流砂现象涌砂速度很快,有时会像开水初沸时的翻泡,此时基坑底部成为流动状态,工人无法立足,作业条件恶化,其发展结果是基坑坍塌、基础发生滑移或不均匀下沉或悬浮,还会危及附近已有建(构)筑物的安全。因此在粉、细砂土中开挖基坑,必须采取有效措施以防止流砂现象的发生。

流砂现象是水在土中渗流产生的动水压力造成的结果,属于一种渗流破坏。从分析其产生的条件来看,要防止流砂现象的发生,途径无非有三种,

(1)改变动水压力的方向,使其方向朝下;

(2)在基坑周围截断水流;

(3)平衡或消减动水压力的大小。

浅基坑开挖时,可以采取枯水期施工、水下挖土和抛石分段抢挖等较简便且经济的措施。但是这些措施在深基坑工程中一般都不再适宜,深基坑工程施工中防止流砂的措施主要是两类;降水和防水帷幕。

(1)降水

在基坑外设置井点将地下水位降至坑底可能产生流砂的地层以下,然后再开挖。此法可减小水力梯度,且使动水压力的方向改变,是防止流砂发生的最有效方法之一。不同形式的降水方法的选择,视工程性质、开挖深度、土质特征、经济等因素而定,浅基坑以轻型井点最为经济,深基坑则常用喷射井点或深井井点。

(2防水帷幕

防止帷幕的作用主要是阻止或限制地下水渗流到基坑中去。此类方法有,在基坑四周打设封闭的钢板桩、沿基坑周边构筑水泥土墙或化学灌浆帷幕、地下连续墙等。也可以用冻结基坑周围土的方法来防止流砂,但此法造价昂贵,一般工程中不采用。