淺析土木施工中流砂防治的意義及措施

孔偉

（中鋼招標有限公司　北京市　100089）

1　對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

當建設(shè)隊伍進行基坑開挖時，如果開挖的土壤中，地下水的動水壓力過大，并且其壓力方向與土壤所受重力方向不一致，這時土不僅受到水的浮力，還受到了動水壓力的作用，被迫向上舉。當動水壓力等于或大于土壤的浸水密度時，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”。所以我們在進行基坑挖掘時，對于過細和過輕的土，類似細砂和粉砂這種，一定要提前進行流砂防治。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)計深度。嚴重時還會引起基坑邊坡塌方，其他建筑因地基被掏空而出現(xiàn)開裂、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)生在細砂、粉砂、亞砂及淤泥中，因為這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。但是相反對于孔隙較大，滲透系數(shù)也大的粗砂和礫石等來說，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，我們在對基坑開挖時，必須人為進行及時的處理，實行有效的防治流砂措施。

1.2.2動水壓力的大小

其實，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水壓力的大小。不難想象，當我們在挖掘基坑時，挖到了地下水位之下，水在土中滲流，而其流動的方向必然是向著土壤的上方。當土壤的重力太小，水流動對其產(chǎn)生的作用力大于或等于重力時，土粒將懸浮在水面之上，和水一起流動，被間接帶出土體，影響施工進度和整個工程質(zhì)量。當然在通常情況下一個地區(qū)的地下水壓力是固定不變的，但是一旦水壓發(fā)生變化，整個砂層就會跟著發(fā)生變化，因此當施工方采用正確的措施處理好流砂問題時，不僅可以有效的控制工程的造價，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)和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們在進行大多建筑項目時會對地質(zhì)條件進行勘察，選擇合理的施工場地，盡量避免地址條件不良的場地。但是，為了國家的發(fā)展，很多項目無法選擇，我們不得不在一些地質(zhì)條件不良的地基上進行施工。同時，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)今，人們對建筑的質(zhì)量要求越來越高。因此，在進行地基施工時，一定要選擇最佳的方法和最穩(wěn)妥的防御措施。我們在進行流砂防治時，只有充分認識了流砂的形成原因和流砂的危害才能采取切實有效的方法來進行處理。在進行了流砂產(chǎn)生原因的分析后，我們發(fā)現(xiàn)防治要從這三點入手：①減小或平衡動水壓力；②截住地下水流；③改變動水壓力的方向。那么與之對應(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挖之前，先將一定數(shù)量的濾水管埋在基坑周圍，在基坑開挖前或者開挖過程中，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)的問題，沒有了水壓力，也就解決了流砂問題。人工降低地下水位的施工方法包括：噴射井點法、輕型井點法、管井井點法、截水法等，而工程中采用最多的是輕型井點降水。

輕型井點降水法中機械設(shè)備簡單，容易操作，同時也便于管理，能夠有效的減少基坑開挖邊坡坡率。在施工中沿基坑四周每隔一定距離布設(shè)井點管，井點管底部設(shè)置濾水管插入透水層中，設(shè)置吸水口，通過真空吸水泵將集水管內(nèi)的水抽出，使地基干燥。開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，這時地下水的壓力達不到產(chǎn)生流砂的強度時進行基坑挖掘。

但是目前建設(shè)項目的施工并不會隨意改變?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行基礎(chǔ)土方開挖時，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。在挖至標高時，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，抵消動水壓力。但是也只適用于場地允許并且地質(zhì)條件好的項目。

基礎(chǔ)不僅是建筑最先進行施工的部位，同時也是建筑最為重要的組成部分。從安全性上來看，地基的質(zhì)量好壞直接影響著建筑的使用和安全。從經(jīng)濟性上來看，基礎(chǔ)工程占整個建筑建設(shè)費用的比例也相當大。所以在實際施工過程中必須結(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)濟合理、技術(shù)先進，便于施工。在基礎(chǔ)施工過程中，如果沒有解決好這一問題，基礎(chǔ)就會跟著砂層一起流動，發(fā)生位移，這對建筑物來說是十分有害的。在以上的所有流砂防治措施中，施工時要根據(jù)具體情況進行選擇，采用技術(shù)好、經(jīng)濟和節(jié)能的方法。同時，在采用流砂防治方法，特別是降水方法時，一定要把握好時間，不要操之過急。否則會前功盡棄，邊挖邊塌方，造成更加危險的情況。

[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.基坑開挖流砂處理對策[J].工程與建設(shè)，2009.