淺談施工中流沙和涌沙的危害及防治

【摘要】著重闡述了粉沙地質段橋涵基坑施工時遇到流沙和涌沙時造成的影響和危害，流沙和涌沙形成的原因及幾種實踐中的防治方法。

【關鍵詞】流沙；涌沙；基坑；危害及防治

【中圖號】U44【文獻標示碼】A【文章編號】1005-1074(2009)02-0192-01

1流沙及涌沙成因的分析及危害

1.1流沙形成的原因粉土地質地段開挖基坑后，由于地下水位高，土體受水浸泡飽和時，土粒中親水顆粒吸水膨脹使土顆粒的密度減小，當在動水壓力的作用下，動水壓力超過土粒的重力時，土粒產生懸浮流動，即形成流沙。動力水壓是產生流沙的一個重要因素。產生流沙的臨界條件為：I=(ρ-1)(1-n )。其中，I為臨界水力坡度；ρ為土粒密度；n為土的孔隙率。

1.2涌沙形成的原因當深基坑距離河塘較近或基坑底下土層中存在承壓含水層時，在水位差的作用下，基坑土體中存在滲透水流，由于土體的不均勻性，土體中某一部位的土顆粒在滲透水的作用下會發生運動，使填充在土體骨架空隙中的細顆粒被滲水帶走而形成涌水通道，即形成涌沙。

1.3流沙和涌沙對橋涵施工的影響及危害

1.3.1由于粉性土質穩定性不好，基坑壁出現流沙后，首先對基坑壁造成沖擊，使坑壁塌堆落。隨著坑壁的坍塌，基坑上邊緣也不斷地迅速擴大，使機械設備等不能靠前作業，直接影響施工。同時，基坑內坍塌物增多影響基坑內鋼筋、模板等的作業。清理坍落物勢必增大機械及人工費，直接影響施工進度，增加成本支出。在青阜線增建二線工程施工時，就因對流沙等的危害認識不夠充分，組織不夠嚴密，給施工生產造成了很大的困難。

1.3.2基坑開挖后，如不及時處理，涌沙就會涌現出來。一個基坑內可能有一個涌沙點，也可能有很多個涌沙點。但無論多少，他們形成沙堆的速度非常快。在青阜線增建二線工程西淝河大橋8#臺施工時，曾做過仔細觀察，標段內的地面線標高平均在26m 左右，5m 左右深的基坑內，從出現涌沙現象開始不到6 h的時間，一個涌沙點的涌沙量就超過了0.5 m3，涌沙的速度形似火山噴發時熔漿的流淌。雖及時處理，也不能解除對綁扎鋼筋及支立模板作業的影響。在8#臺橋位，用素混凝土鋪蓋基坑底，以防止涌沙對施工的影響。但混凝土未能凝固時就被涌沙沖裂、沖碎，根本壓不住涌沙，并造成基底標高超高，不利于下一步工序的進行。

2流沙、涌沙預防措施

2.1施工方案的設計與論證①為保證基礎施工時基坑不積水，在基礎施工之前，首先應根據地質鉆探資料和工程實際情況，設計基礎施工的降水方案。通常采用的基坑降水方法有人工降水、抗滲圍護等，無論采用什么方案，方案中應對坑中待挖土中的地下水位變化情況進行必要的驗算，使降水措施滿足地下水位浸潤線低于開挖底標高以下500 mm的施工條件。②凡在基坑開挖施工中，如發現有流沙或涌沙時，應立即停止開挖，并回填基坑將流沙埋設，探明承壓水頭、不透水層的標高和厚度，并對坑底土體進行抗浮托能力驗算。③對工程所在地的類似基礎施工情況進行必要的調研，吸取其他工程在基礎施工中的經驗與教訓。

2.2 流沙防治①在對可能發生流沙現象的基坑開挖時，把基坑邊坡放大，坡比不小于1：1.75。然后用圍堰的方法在基坑底四周打上圍堰，以防止坑壁因流沙而造成的坍落物流淌到基底，同時還要把圍堰打上立樁，加以穩固。②用沙袋滿鋪法來防治流沙及涌沙。即用沙袋滿鋪基坑邊坡，以防治流沙對坑壁的沖刷。此方法需密布的立樁來穩固沙袋。基底以滿鋪的沙袋來壓蓋涌沙。實踐證明，這兩種方法比較實用，而且較其他方法經濟、便捷。

2.3 涌沙防治①對涌沙的防治應以拋石法最為方便實用，也很經濟。即在開挖基坑時，比設計基底標高深挖20～30cm，然后以片石或破碎的混凝土拋在基坑底，并夯實。最后以砂礫找平作業范圍內的基底標高。這樣只需在基坑邊角備一個集水坑，以普通水泵排水即可。實踐證明，這種方法防治涌沙效果最為明顯。在西淝河大橋1#墩施工時，基坑挖完后，在破樁頭的同時，就以破石、碎混凝土等鋪在基底，有效的防止了涌沙的出現。使施工得以順利進行，保證了工期。②沖水法。此方法需1臺大功率的泥漿泵和污水泵，基坑作業的同時，用污水泵隨時將出現的涌沙沖到基坑邊的集水坑，然后用泥漿泵將水和沙排出基坑，此方法需要有水源及排沙排水處。③井點降水法。即用井點法把基坑周圍的地下水位降低，使地下水對基坑不能形成壓力，從而從根本上解決了流沙與涌沙形成的基本要素。用井點降水法可以基本上消除涌沙現象，可以完全消除流沙的危害。但此種方法造價高，成本較大，施工工藝復雜，利于大基坑長期作業時使用，小型基坑不適宜采用。

此外，在青町立交橋的施工時，也用了廢舊的模板鋪蓋基底以防涌沙的危害，效果很好。但因其不能周轉使用，損耗太大，造成成本投入過多，除非工期非常緊張，否則不宜使用。

3小結

通過以上可見流沙與涌沙對橋涵基礎施工的危害非常大，也引起了各施工隊伍的重視，因為它直接影響到工期及經濟效益。根據流沙與涌沙的性質及形成的原因，我們一定要做到防微杜漸。施工前應充分調查了解當地的地質狀況，對可能發生或確實存在流沙現象的地區應提前做好準備，做出詳細的施工組織設計，拿出周密的計劃和應對措施，根據現場的實際情況選擇防治方案，以保證施工的順利進行。同時，應加快基坑開挖后的后序施工速度，以便把損失降到最低。

4參考文獻

[1]孔德斌.輕型井點降水在基坑中工程中的應用[J].山西建筑工業出版社，2006