對基坑管涌誘發原因與滲流控制分析

張耐民

摘要：本文首先闡述了基坑管涌的形成與發展，然后針對某基坑工程地下水管涌的發生原因進行分析，并給出具體的處理方案。同時，闡述了開展滲流控制研究的重要意義，提煉出滲流控制的主要問題及其有效對策。

關鍵詞：管涌；基坑；滲流控制

中圖分類號：TU463 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）08-157-01

前言

基坑滲流引起坑后土體管涌破壞是導致基坑工程事故發生的關鍵性因素。盡管目前我國在水工建筑物與地基的滲透穩定性方面有很多研究與應用，且取得了一些成就，但是在基坑工程管涌問題方面的研究依舊很少，最近幾年以來，在城市建設發展的推動下。我國深基坑工程的規模正在持續擴大。但是，由管涌引發了不少基坑工程事故，使得基坑滲透破壞問題越來越受到人們的關注。

1基坑管涌的形成與發展

管涌形成的原因包括多種，其中最主要的就是土體級配不良，當然，土體材料性質、工程的水利條件、土體顆粒級配狀況以及滲流出口處存在很大的水力坡等因素也會導致基坑管涌產生，由于向上滲流的影響，滲透力只要能克服水的浮力和土顆粒的重量，就能在較大顆粒的孔隙內移動：而在水平方向滲流的影響下，只要成功克服了顆粒間的摩擦作用，就可以實現移動。所以說，水平方向滲流比向上滲流更易形成管涌。

2某深基坑工程地下水管涌的發生與原因分析

2.1管涌的發生

某基坑開挖土方大約七十多萬立方米，計劃在6月至7月這段時間內開挖完工，從而有效保證2014年APCE會議節點工期，基礎樁施工工作結束后，首先針對見底區域降水井進行施工，待降水井抽水時間有一周之后，從西往東分塊、分層開挖土方。2014年6月18日，在基坑西南方向2500m²處進行開挖到設計標高，然后由采取人工形式撿底清平基底，備好施工筏板基礎墊層。西南角和圍護樁相距25m處開始滲水，且面積愈來愈大，現場帶班者馬上帶人使用沙袋進行封堵，但沒有很好的效果。直到中午，見底2500m²處被水淹沒，在緊急的情況下調來了2臺28m³/h的潛水泵，安排專人負責全天候抽水，水面標高為基坑底上一米左右，直至水位穩定，但這無疑會嚴重影響到墊層的施工進度與施工工期。依照坑內井的水位監測資料，我們不難發現，承壓水水位低于12m，不會影響到基坑的抗浮效果，然而由于管涌會直接影響到施工進度，因此，對其進行處理勢在必行。

2.2管涌原因分析

2014年6月18日，勘測設計、施工單位以及業主等發現險情后，馬上針對管涌原因展開了細致的分析。管涌形成后，首先，基坑內的觀測井水位低于12m，管涌點水位并不是降水井抽水的含水層的水位。其次，管涌點的水量與水頭壓力都比較大，原設計的降水井抽水無法使水位下降。再加上勘察孔通道的存在，因此深部地下水上涌，導致管涌出現。

3該基坑管涌的處理

在處理該基坑管涌時，應嚴格按照管涌現場的涌水量實施分類處理。本工程基坑開挖至設計標高之后，形成管涌的點位總共有3個。針對較大涌水量的管涌，應遵循下列步驟進行處理：首先明確管涌點的具體位置，然后對管涌的形成原因進行判別與分析，緊接著實施施工管井降水、預埋注漿管，實行砂石反濾圍井，再對底板下方土體高壓注漿加固，最后實施施工墊層底板。而針對較少的涌水量的管涌位置，可考慮在突涌處實施雙漿液注漿處理。

3.1深層降水處理

前期承壓降水井有26至28m深，為了增加降水范圍、強化降水力度，可考慮在管涌區域周圍補打降水井。降水井以管井為宜，潛水鉆機成孔，管外有兩層土工布包圍著，下無砂濾水管。然而，因現場條件的影響，依據現場施工條件，我們在距出現涌水處大致15m處補打了三口深層降壓井。同時，組織施工人員加班趕工，確保在三天的時間內成井三口，用三臺潛水泵連續抽水，四天后，管涌位置處的出水量顯著減少。

3.2雙液注漿處理

針對涌水量偏小的2個勘察突涌位置，我們可用導管在突涌部位以水泥漿與水玻璃實施封堵。注漿結束2小時后將注漿閥門打開，針對注漿效果進行檢查，為避免因注漿壓力太大導致基底隆起的情況發生，要對突涌口周遭的地形變形狀況進行檢測，在突涌位置的5m區域內安設觀測點8個，從而全面掌握注漿壓力。采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥為注漿材料，依照現場試驗調配確定水灰比，把注漿壓力控制在2.0至3.0MPa的范圍內。

4滲流控制

在基坑中之所以要實施滲流控制，是因為要限制坑外地下水位的發展，避免滲透力集中，如今在我國深基坑工程中主要會使用安設防滲帷幕的手段進行滲流控制，且效果顯著。然而因很多因素的影響，在實際工程中往往會發生帷幕不連續或是防滲帷幕出現滲透毀損的情況，導致滲流場水利條件發生變化、出現滲透毀損等問題。所以說，進一步研究基坑工程滲流控制具有很高的實踐價值。

要做好基坑工程的滲流控制控制，必須以防與治為人手點。在確定解決方案時，應從改善基坑滲流場的分布形態與土體的防滲l生能兩方面下手。在基坑工程中，要想改善土體的防滲作用，就必須強化土顆粒之間的膠結能力，采用高壓注漿或者灌漿的手段在需處理的土體內注入粘結材料，使得土體的抗滲性與強度得到提升。同時，要對滲流場內容易出現滲透力集中的地方實施局部處理，如此即可統籌兼顧工程的經濟性與安全性。此外，可考慮增設防滲帷幕，盡管成本很高，且防滲帷幕自身也存在不足之處，但這對于基坑滲流場的分布形態能起到一定的改善作用。有條件的區域，可考慮采取局部降低水頭或者分級降水的手段，效果顯著。

5總結

目前，基坑中的滲流問題與管涌問題已深受工程界重視，本文首先針對管涌的形成與發展、管涌形成原因以及滲流控制等內容的分析與研究，并給出具體應對措施，以供工程實踐與理論研究參考。