孔偉

（中鋼招標(biāo)有限公司　北京市　100089）

1　對(duì)土木工程基坑流砂現(xiàn)象的分析

1.1　流砂現(xiàn)象的基本概念

當(dāng)建設(shè)隊(duì)伍進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)，如果開(kāi)挖的土壤中，地下水的動(dòng)水壓力過(guò)大，并且其壓力方向與土壤所受重力方向不一致，這時(shí)土不僅受到水的浮力，還受到了動(dòng)水壓力的作用，被迫向上舉。當(dāng)動(dòng)水壓力等于或大于土壤的浸水密度時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，和地下水一起流入基坑中，這種現(xiàn)象就叫做“流砂現(xiàn)象”。所以我們?cè)谶M(jìn)行基坑挖掘時(shí)，對(duì)于過(guò)細(xì)和過(guò)輕的土，類(lèi)似細(xì)砂和粉砂這種，一定要提前進(jìn)行流砂防治。不然一旦出現(xiàn)流砂，土將完全喪失承載力，致使施工條件惡化，基坑難以挖到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起基坑邊坡塌方，其他建筑因地基被掏空而出現(xiàn)開(kāi)裂、下沉、傾斜甚至倒塌。

1.2　流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

在了解了流砂的基本概念后，深入分析不難看出，流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

1.2.1基坑中土的性質(zhì)

流砂現(xiàn)象一般發(fā)生在細(xì)砂、粉砂、亞砂及淤泥中，因?yàn)檫@些土壤的粒徑和密度較小，滲透系數(shù)小，經(jīng)常容易浮在水面上失去穩(wěn)定性。但是相反對(duì)于孔隙較大，滲透系數(shù)也大的粗砂和礫石等來(lái)說(shuō)，不易產(chǎn)生較大的水頭差，自然也不容易產(chǎn)生流砂。所以由于各地區(qū)土壤性質(zhì)的不可避免性，我們?cè)趯?duì)基坑開(kāi)挖時(shí)，必須人為進(jìn)行及時(shí)的處理，實(shí)行有效的防治流砂措施。

1.2.2動(dòng)水壓力的大小

其實(shí)，在流砂產(chǎn)生的原因中，最為根本也最具有防治意義的是地下動(dòng)水壓力的大小。不難想象，當(dāng)我們?cè)谕诰蚧訒r(shí)，挖到了地下水位之下，水在土中滲流，而其流動(dòng)的方向必然是向著土壤的上方。當(dāng)土壤的重力太小，水流動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的作用力大于或等于重力時(shí)，土粒將懸浮在水面之上，和水一起流動(dòng)，被間接帶出土體，影響施工進(jìn)度和整個(gè)工程質(zhì)量。當(dāng)然在通常情況下一個(gè)地區(qū)的地下水壓力是固定不變的，但是一旦水壓發(fā)生變化，整個(gè)砂層就會(huì)跟著發(fā)生變化，因此當(dāng)施工方采用正確的措施處理好流砂問(wèn)題時(shí)，不僅可以有效的控制工程的造價(jià)，而且能夠提高施工的工藝水平。

2　流砂防治的主要措施

隨著建筑行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們?cè)谶M(jìn)行大多建筑項(xiàng)目時(shí)會(huì)對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，選擇合理的施工場(chǎng)地，盡量避免地址條件不良的場(chǎng)地。但是，為了國(guó)家的發(fā)展，很多項(xiàng)目無(wú)法選擇，我們不得不在一些地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行施工。同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)今，人們對(duì)建筑的質(zhì)量要求越來(lái)越高。因此，在進(jìn)行地基施工時(shí)，一定要選擇最佳的方法和最穩(wěn)妥的防御措施。我們?cè)谶M(jìn)行流砂防治時(shí)，只有充分認(rèn)識(shí)了流砂的形成原因和流砂的危害才能采取切實(shí)有效的方法來(lái)進(jìn)行處理。在進(jìn)行了流砂產(chǎn)生原因的分析后，我們發(fā)現(xiàn)防治要從這三點(diǎn)入手：①減小或平衡動(dòng)水壓力；②截住地下水流；③改變動(dòng)水壓力的方向。那么與之對(duì)應(yīng)的防治措施就包括：人工降低地下水、枯水期施工法、搶挖并拋大石塊法、水中挖土等。

2.1　人工降低地下水法

人工降低地下水法就是在基坑開(kāi)挖之前，先將一定數(shù)量的濾水管埋在基坑周?chē)诨娱_(kāi)挖前或者開(kāi)挖過(guò)程中，利用真空的原理，用抽水設(shè)備將水抽出，使地下水位降低到基坑底以下。從根本上解決地下水涌入基坑內(nèi)的問(wèn)題，沒(méi)有了水壓力，也就解決了流砂問(wèn)題。人工降低地下水位的施工方法包括：噴射井點(diǎn)法、輕型井點(diǎn)法、管井井點(diǎn)法、截水法等，而工程中采用最多的是輕型井點(diǎn)降水。

輕型井點(diǎn)降水法中機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，同時(shí)也便于管理，能夠有效的減少基坑開(kāi)挖邊坡坡率。在施工中沿基坑四周每隔一定距離布設(shè)井點(diǎn)管，井點(diǎn)管底部設(shè)置濾水管插入透水層中，設(shè)置吸水口，通過(guò)真空吸水泵將集水管內(nèi)的水抽出，使地基干燥。開(kāi)挖好的基坑不僅施工環(huán)境好，且基底承載力也得到了提高。

2.2　枯水期施工法

枯水期施工法是在施工方利用枯水期地下水位降低，基坑內(nèi)外水位差較小，這時(shí)地下水的壓力達(dá)不到產(chǎn)生流砂的強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行基坑挖掘。

但是目前建設(shè)項(xiàng)目的施工并不會(huì)隨意改變?nèi)掌冢源朔椒ㄟm用范圍較低。

2.3　搶挖并拋大石塊法

搶挖并拋大石塊法是指在進(jìn)行基礎(chǔ)土方開(kāi)挖時(shí)，采用分段搶挖土方，這樣加快挖土速度后，地下水壓產(chǎn)生的流砂速度將被趕超。在挖至標(biāo)高時(shí)，立即鋪設(shè)竹席、蘆葦、或者就近采用一些建筑廢材料。平且向里拋大石塊，用以平衡動(dòng)水壓力，將流砂壓住。但是此方法只適用于小部分產(chǎn)生流砂的部位。

2.4　水下挖土法

此方法是指采用不排水施工，使坑內(nèi)水壓與坑外地下水壓平衡，抵消動(dòng)水壓力。但是也只適用于場(chǎng)地允許并且地質(zhì)條件好的項(xiàng)目。

基礎(chǔ)不僅是建筑最先進(jìn)行施工的部位，同時(shí)也是建筑最為重要的組成部分。從安全性上來(lái)看，地基的質(zhì)量好壞直接影響著建筑的使用和安全。從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)看，基礎(chǔ)工程占整個(gè)建筑建設(shè)費(fèi)用的比例也相當(dāng)大。所以在實(shí)際施工過(guò)程中必須結(jié)合工程地質(zhì)條件、建筑材料及施工技術(shù)等因素，使基礎(chǔ)工程安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，便于施工。在基礎(chǔ)施工過(guò)程中，如果沒(méi)有解決好這一問(wèn)題，基礎(chǔ)就會(huì)跟著砂層一起流動(dòng)，發(fā)生位移，這對(duì)建筑物來(lái)說(shuō)是十分有害的。在以上的所有流砂防治措施中，施工時(shí)要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，采用技術(shù)好、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的方法。同時(shí)，在采用流砂防治方法，特別是降水方法時(shí)，一定要把握好時(shí)間，不要操之過(guò)急。否則會(huì)前功盡棄，邊挖邊塌方，造成更加危險(xiǎn)的情況。

[1]隋春蕾，張曉濱.流砂基礎(chǔ)施工處理方法[J].黑龍江水利科技，2008.

[2]牛治安.淺談流砂基礎(chǔ)處理[J].西部探礦工程，2005.

[3]趙華宏.基坑開(kāi)挖流砂處理對(duì)策[J].工程與建設(shè)，2009.