建筑工程施工中流砂現(xiàn)象的防治技術(shù)

劉雪妮

（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730060）

層間水和流砂處理是建筑工程地基結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的重要內(nèi)容，在施工時(shí)，要保證層間水的暢通性，同時(shí)確保防水設(shè)置達(dá)到預(yù)期效果，在具體施工時(shí)要高度重視排水溝的設(shè)計(jì)、施工，抓好施工質(zhì)量，杜絕漏水質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。在基坑施工時(shí)，要采用高效合理的層間水處理水泵排水方式和技術(shù)手段，盡可能避免流砂現(xiàn)象的發(fā)生。一旦有流砂現(xiàn)象出現(xiàn)，要采用科學(xué)合理的防治處理措施，確保處理的可靠性、安全性和及時(shí)性。另外，要高度重視開挖支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，提升建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高層間水和流砂處理的減災(zāi)效果。

1 建筑工程施工中流砂現(xiàn)象防治的重要性

在建筑工程施工過(guò)程中，施工人員要充分認(rèn)識(shí)到層間水處理和流砂防治措施的重要性，并根據(jù)深基坑施工過(guò)程中的不同狀況，采取有效的流砂防治措施，把流砂防治工作放到首要位置。其一，針對(duì)深基坑施工時(shí)出現(xiàn)坑內(nèi)積水的情況，工程技術(shù)人員首先要確認(rèn)坑內(nèi)積水是否有明顯流動(dòng)的現(xiàn)象，如果坑內(nèi)積水沒(méi)有明顯流動(dòng)，工程技術(shù)人員需要利用降水觀測(cè)井來(lái)確認(rèn)坑內(nèi)積水的水位，并對(duì)深基坑開挖的土質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)開挖的土質(zhì)是淤泥質(zhì)土，并且坑內(nèi)積水是滯留水時(shí)，則可以判定流砂現(xiàn)象不明顯，土方開挖施工不受影響。假如基坑支護(hù)樁之間發(fā)生了較為嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象，而且流砂帶走了大量砂土，導(dǎo)致深基坑兩側(cè)發(fā)生沉降現(xiàn)象，使深基坑出現(xiàn)裂縫，造成支護(hù)樁發(fā)生位移的現(xiàn)象。針對(duì)這些狀況，則必須采取相應(yīng)的流砂現(xiàn)象防治措施，確保施工安全、順暢地進(jìn)行。

對(duì)于建筑工程深基坑施工而言，通常施工規(guī)模較大，施工技術(shù)難度較高，對(duì)施工管理提出了較高的要求。同時(shí)，基坑開挖施工對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件要求較高，在施工時(shí)也必須時(shí)刻關(guān)注施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件的變化，以上這些不確定的因素，都會(huì)導(dǎo)致流砂現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致基坑出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。因此，在建筑工程深基坑施工過(guò)程中，必須把流砂現(xiàn)象防治作為重要的工作，在施工前做好各種預(yù)案，在防治時(shí)確保流砂處理的可靠性和安全性，最大限度減少流砂現(xiàn)象造成的影響。

現(xiàn)階段，由于我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)環(huán)境多變，很多建筑工程在施工時(shí)會(huì)面臨復(fù)雜的地質(zhì)條件，再加上開挖支護(hù)施工水平尚處于不斷完善階段，導(dǎo)致流砂現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)建筑物整體質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。因此，加快引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)，科學(xué)制定開挖支護(hù)方案，不斷完善流砂現(xiàn)象防治措施，嚴(yán)格把控流砂現(xiàn)象防治的技術(shù)要點(diǎn)，切實(shí)抓好基坑開挖施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作，提升排水設(shè)施設(shè)置的科學(xué)性，成為建筑工程深基坑施工過(guò)程中的重要內(nèi)容。

由以上論述可知，層間水及流砂處理對(duì)建筑工程整體質(zhì)量具有決定性的影響，因此，在深基坑施工過(guò)程中，不僅要做好支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案，而且在施工時(shí)要科學(xué)選取水泵排水和墊層等施工技術(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)技術(shù)管理措施，盡可能避免深基坑施工過(guò)程中出現(xiàn)水流涌出等問(wèn)題，確保深基坑施工高效、高質(zhì)量地完成。

2 建筑工程施工中流砂現(xiàn)象防治要義

（1）開挖支護(hù)施工流砂防治要點(diǎn)。在建筑工程深基坑開挖過(guò)程中，要做好開挖支護(hù)施工方案的設(shè)計(jì)，并精確掌控開挖支護(hù)施工中的質(zhì)量隱患，明晰開挖支護(hù)技術(shù)的不足，做好流砂現(xiàn)象科學(xué)防治方案，針對(duì)流沙的具體情況，采取相應(yīng)的防治技術(shù)，確保水位、壓力維持在正常范圍。在開挖支護(hù)施工過(guò)程中，要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督檢查工作，針對(duì)技術(shù)難點(diǎn)，做好技術(shù)實(shí)施記錄工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；在施工時(shí)，針對(duì)開挖支護(hù)施工中相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)，要及時(shí)采取相應(yīng)措施，切實(shí)解決技術(shù)實(shí)施中帶來(lái)的問(wèn)題。比如在施工中會(huì)出現(xiàn)孔壁厚度和密實(shí)度沒(méi)有達(dá)到正常值的情況，可以采取有效措施，通過(guò)提升黏土和泥漿的密度，來(lái)對(duì)孔壁厚度和密實(shí)度進(jìn)行調(diào)整。如果深基坑開挖發(fā)生流砂現(xiàn)象，針對(duì)深基坑滯留水處理的技術(shù)難點(diǎn)，可以根據(jù)不同的情況確定相應(yīng)的防治措施。比如可以有效利用排水溝和級(jí)配砂石，將基坑內(nèi)的滯留水引入降水井，有效消除流砂現(xiàn)象帶來(lái)的危害。

（2）水泵排水和砂石覆蓋施工流砂防治要點(diǎn)。在層間水和流砂處理過(guò)程中，水泵排水和砂石覆蓋是施工中的技術(shù)難點(diǎn)，如何設(shè)置砂袋，有效利用圍堰，圍堵深基坑涌出的水流，成為深基坑施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)流砂現(xiàn)象的重要內(nèi)容。在發(fā)生流砂現(xiàn)象時(shí)，會(huì)造成深基坑內(nèi)的水土流失問(wèn)題，而采用水泵排水，可以有效防止涌水口出現(xiàn)水土流失問(wèn)題。在流砂現(xiàn)象較為嚴(yán)重的情況下，需要在基槽底部設(shè)置集水井，利用細(xì)石混凝土覆蓋管涌口。在具體施工過(guò)程中，需要結(jié)合流砂現(xiàn)象的實(shí)際情況，科學(xué)調(diào)整防治方案，在施工條件允許的情況下，以高效性和安全性為原則，快速推進(jìn)工程基坑開挖進(jìn)度，在達(dá)到坑底標(biāo)高時(shí)，施工人員及時(shí)使用潛水泵進(jìn)行排水，利用排水盲溝，把管涌的流水引流到集水井。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度和實(shí)際狀況，預(yù)先備好砂袋，高效分配人力和物力資源，對(duì)流砂部位進(jìn)行清理。在清理過(guò)程中，為了有效增強(qiáng)土體壓力，施工人員需要在基坑的護(hù)坡樁間堆砌砂袋，同時(shí)，要密切關(guān)注上部土體的下陷情況，并制定應(yīng)急方案，確保流砂清理工作高效、安全地進(jìn)行。

（3）層間水和流砂處理方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)。作為基坑開挖施工中的重要施工環(huán)節(jié)，層間水和流砂處理安全、高效，不僅取決于施工技術(shù)的有效執(zhí)行，而且與基坑開挖方案設(shè)計(jì)密切相關(guān)。如何根據(jù)施工方案高效落實(shí)層間水及流砂處理，為流砂處理提供基本保障，是基坑開挖方案設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在具體設(shè)計(jì)中，要充分考慮給水排水管道的功能性和密封性，在管道設(shè)計(jì)上要結(jié)合層間水和流砂處理的不同需求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，確保給水排水管道的功能性和密封性達(dá)到要求。同時(shí)，要考慮到層間水和流砂處理對(duì)排水系統(tǒng)的要求，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格選取相應(yīng)設(shè)備和材料，科學(xué)設(shè)計(jì)層間水及流砂處理排水系統(tǒng)，特別是降水方案設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的各種排水管溝的設(shè)計(jì)，要充分考慮流砂現(xiàn)象防治的需求，為層間水和流砂現(xiàn)象防治提供設(shè)計(jì)保障。

3 建筑工程施工中流砂現(xiàn)象防治技術(shù)比較評(píng)價(jià)

3.1 井點(diǎn)降水法

從產(chǎn)生機(jī)理看，動(dòng)水壓力過(guò)大是產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的根本原因。因此，為了有效規(guī)避因流砂現(xiàn)象造成的危害，在基坑開挖前，可以利用相關(guān)技術(shù)，采取人工降水的方式，有效杜絕流砂現(xiàn)象的產(chǎn)生。從技術(shù)層面看，通過(guò)人工降水減少動(dòng)水壓力的方法操作簡(jiǎn)單，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)地下水減少，破壞了施工周邊地下水系的均衡性，有可能會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的建筑物產(chǎn)生影響，造成周邊建筑物發(fā)生下沉現(xiàn)象（見圖1）。因此，在使用該方法時(shí)，要采取有效措施，對(duì)周圍建筑物加強(qiáng)保護(hù)，并嚴(yán)格把控施工技術(shù)要點(diǎn)。

圖1 地下水流失造成鄰近建筑物開裂

目前，在建筑工程基坑開挖施工時(shí)，普遍應(yīng)用井點(diǎn)降水法降低水位，以減少動(dòng)水壓力，主要有以下幾種方式。

（1）輕型井點(diǎn)法。該方法是在基坑開挖前，根據(jù)基坑的大小，首先計(jì)算應(yīng)使用井點(diǎn)管的數(shù)量，然后把這些井點(diǎn)管依照適當(dāng)?shù)木嚯x，有序埋入蓄水層；其次，在把埋入蓄水層內(nèi)的井點(diǎn)管用彎聯(lián)管進(jìn)行連接，然后串聯(lián)到總管；最后，把總管連接到抽水設(shè)備上。在基坑開挖時(shí)，如果地下水水位高于基坑坑底，就啟動(dòng)抽水設(shè)備，基坑下面的地下水就經(jīng)過(guò)井點(diǎn)管匯入總管，然后被排出，從而實(shí)現(xiàn)減少動(dòng)水壓力降低水位的目的。在技術(shù)層面上看，根據(jù)降水深度要求，結(jié)合真空泵抽水效率，可以采用單級(jí)或多級(jí)井點(diǎn)降水法。通常來(lái)說(shuō)，單級(jí)井點(diǎn)降水法降水深度較低，一般小于6 m；而多級(jí)井點(diǎn)降水法則相對(duì)降水效果更好，一般可以達(dá)到12 m 的降水深度。

（2）噴射井點(diǎn)法。噴射井點(diǎn)法通常分為噴水井點(diǎn)法和噴氣井點(diǎn)法。從噴射原理來(lái)看，噴水井點(diǎn)法和噴氣井點(diǎn)法是一樣的，二者都是把噴射器安裝在噴水或者噴氣用的井點(diǎn)管內(nèi)。從結(jié)構(gòu)上看，噴水井點(diǎn)法和噴氣井點(diǎn)法使用的井點(diǎn)管均使用內(nèi)管和外管，二者都在內(nèi)管中安裝噴射裝置。從運(yùn)行機(jī)理看，一般噴水井點(diǎn)法采用高壓水泵輸入高壓水，噴氣井點(diǎn)法采用空氣壓縮機(jī)輸入壓縮空氣，在噴射壓力下，基坑地下水會(huì)從外管與內(nèi)管間隙中被抽走。

在噴水井點(diǎn)法的具體操作中，噴射器安裝在內(nèi)管下端，當(dāng)啟動(dòng)抽水作業(yè)時(shí)，在高壓水泵的作用下，高壓水經(jīng)內(nèi)管循環(huán)到外管，在經(jīng)過(guò)噴射器的側(cè)孔時(shí)，高壓水從側(cè)孔快速噴出，在側(cè)孔噴嘴附近，會(huì)形成由高壓水噴射形成的真空狀態(tài)，進(jìn)而激發(fā)出一定的吸力，把基坑地下水吸入到濾管內(nèi)，在真空壓力的推動(dòng)下，地下水和高壓水經(jīng)過(guò)擴(kuò)散管流向內(nèi)管，然后從總管被快速排出。該方法優(yōu)點(diǎn)是排水使用設(shè)備較為簡(jiǎn)單，排水深度可以達(dá)到20 m。缺點(diǎn)是在高壓作用下，噴射器容易磨損，由于內(nèi)管埋在地下，給噴射器更換帶來(lái)施工難度，造成維修成本加大。

（3）電滲井點(diǎn)法。該方法是輕型井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)的改進(jìn)版，針對(duì)滲透系數(shù)較小的粉質(zhì)黏土，可以實(shí)現(xiàn)更好的排水效果。電滲井點(diǎn)的機(jī)理是，把輕型井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)的井點(diǎn)管設(shè)定為負(fù)極，打入鋼筋設(shè)定為正極，然后用電線把井點(diǎn)管和鋼筋連接成通路。在基坑開挖施工時(shí)，如果地下水水位超過(guò)基坑坑底，就開通直流電，由于基坑下的土顆粒帶負(fù)電，從而向正極移動(dòng)，而帶正電荷的地下水則向負(fù)極流動(dòng)，在電滲和真空作用下，地下水流向負(fù)極井點(diǎn)管，從井點(diǎn)管側(cè)孔排出。在通電情況下，通過(guò)井點(diǎn)管持續(xù)抽水，最終把地下水位降低到基坑坑底以下。

（4）管井井點(diǎn)法。在間隔排列方面，該方法與輕型井點(diǎn)法相同，均是在基坑內(nèi)按一定距離隔開；不同的是，井點(diǎn)管之間不用管道相連，而是每個(gè)井點(diǎn)管單獨(dú)進(jìn)行作業(yè)，從而形成每個(gè)井點(diǎn)管配備1 臺(tái)抽水泵的情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是多臺(tái)水泵同時(shí)作業(yè)，可以在短時(shí)間內(nèi)迅速排水，從而可以高效降低地下水水位。由于管井井點(diǎn)法能高效排水的特點(diǎn)，特別適用于滲透能力強(qiáng)的土質(zhì)，如果基坑土層下地下水存水量較大，也可以利用管井井點(diǎn)法進(jìn)行高效排水。從維護(hù)角度看，由于各個(gè)井點(diǎn)管對(duì)應(yīng)一個(gè)水泵，一旦出現(xiàn)故障，容易維護(hù)和管理。從降水深度看，該方法降水深度通常在5 m 左右，在對(duì)降水深度有較高要求的情況下，可以選擇深井泵點(diǎn)，該方法降水深度可以達(dá)到15 m 左右。

3.2 打鋼板樁法

在基坑開挖前，可以用鋼板樁代替井點(diǎn)管，在打入環(huán)節(jié)，通常有以下兩種方式：一種是確定基坑中的不透水層，然后把鋼板樁打入層內(nèi)，利用鋼板樁阻攔基坑水，實(shí)現(xiàn)減小動(dòng)水壓力的目的；另一種是根據(jù)基坑的實(shí)際情況，也可以把鋼板樁打入基坑底部，利用引流作用，使基坑水與地下水共同作用，有效提升了基坑水的滲流長(zhǎng)度，從而改變了動(dòng)水壓力的方向，使動(dòng)水壓力值控制在安全范圍內(nèi)，使地下水位低于基坑坑底，進(jìn)而有效消除了流砂現(xiàn)象的隱患，保證了基坑開挖安全、高效地進(jìn)行。

3.3 化學(xué)壓力注漿法

化學(xué)壓力注漿法的基本原理是以高壓泵和輸送管道為基本設(shè)備，以化學(xué)漿液為輸入原料，在高壓泵產(chǎn)生的動(dòng)能推動(dòng)下，這些化學(xué)漿液經(jīng)過(guò)輸送管道被壓入基坑土層中，在高壓的作用下，這些化學(xué)漿液與基坑土層中的細(xì)砂充分混合，鞏固了基坑承載力和密封性，防止了地下水溢出的可能，避免了流砂現(xiàn)象的發(fā)生。該方法使用方便，施工效率高，能夠產(chǎn)生很好的加固效果，但是施工成本太高，在建筑工程中很難得到廣泛推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

層間水和流砂現(xiàn)象防治對(duì)于建筑施工高效、安全進(jìn)行具有重要的意義，是基坑開挖施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，我國(guó)建筑工程流砂防治技術(shù)尚待升級(jí)，在基坑開挖中流砂現(xiàn)象造成的安全事故時(shí)有發(fā)生，這就對(duì)施工設(shè)計(jì)和施工方案的執(zhí)行提出了更高的要求。在基坑開挖前，要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)勘測(cè)工作，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，因地制宜制定最佳的流砂現(xiàn)象防治策略，科學(xué)合理地選取流砂現(xiàn)象防治技術(shù)，以此制定基坑開挖施工方案，并在施工過(guò)程中高效落實(shí)每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，嚴(yán)把技術(shù)關(guān)，科學(xué)把控層間水和流砂現(xiàn)象處理的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，為基坑開挖施工提供保障，保證建筑工程施工安全、高效地進(jìn)行。