相关热词搜索：
洪 鑫 刘 骏 李 平
（湖北省汉江河道管理局 433100）
【摘要】流沙和管涌是工程施工过程中常见的问题，本文通过阐述流沙和管涌现象形成的原因，分析了如何有效克服基础工程中出现流沙和管涌现象，并提出了具体的改善措施，以供参考和交流。
【关键词】基础工程；流沙；管涌
一、流砂
渗流力：地下水在土体中流动时，由于受到土粒的阻力，而引起水头损失，从作用力与反作用力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力。在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂现象，或流土现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中。它的发生一般是突发性的，对工程危害极大，流砂现象的产生不仅取决于渗流力的大小，同时与土的颗粒级配、密度及透水性等条件相关。
流砂现象的防治原则是：
①减小或消除水头差，如采取基坑外的井点降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；
②增长渗流路径，如打板桩；
③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力；
④土层加固处理，如冻结法、注浆法等。
二、管涌
管涌又叫翻沙鼓水，是在渗流作用下，土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙涌出的现象。孔隙周围多形成隆起的沙环. 管涌发生时，水面出现翻花，随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。在自然界中，在一定条件下同样会发生上述渗透破坏作用，为了与人类工程活动所引起的管涌相区别，通常称之为潜蚀。潜蚀作用有机械的和化学的两种。机械潜蚀是指渗流的机械力将细土粒冲走而形成洞穴；化学潜蚀是指水流溶解了土中的易溶盐或胶结物使土变松散，细土粒被水冲走而形成洞穴，这两种作用往往是同时存在的。土是否发生管涌，首先取决于土的性质，管涌多发生在砂性土中，其特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连通。无粘性土产生管涌必须具备两个条件：①几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀系数＞ 10 的土才会发生管涌；②水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示。但管涌临界水力梯度的计算至今尚未成熟。对于重大工程，应尽量由试验确定。防治管涌现象，一般可从下列两个方面采取措施：①改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌破坏的有效措施。②改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。管涌- 抢护方法（1）反滤围井，在冒水孔周围垒土袋，筑成图井。井壁底与地面紧密接触，井内按三层反滤要求分铺垫沙石或柴草滤料。在井口安设排水管，将参出的清水引走，以防溢流冲塌井壁. 如遇涌水势猛量大粗沙压不住，可先填碎石、块石消杀水势，再按反滤要求铺填滤料，注意观察防守，填料下沉，则继续加填，直到稳定为止. 此法适应于地基土质较好，管涌集中出现，险情较严重情况。（2）养水盆：在管涌周围用土袋垒成围井，井中不填反滤料，井壁须水漏水，如险情面积较大. 险口附近地基良好时，可筑成土堤，形成一个蓄水池（即养水盆），不使渗水流走，蓄水抬高井（池）内水位，以减小监背水位差，制止险情发展. 此法适用于监背水位差小、高水位持续时间短的情况，也可与反滤井结合处理。（3）滤水压浸台：在大片管涌面上分层铺填粗沙、石屑、碎石，下细上粗，每层厚20cm 左方，最后压块石或土袋。如缺乏沙石料，可用秸柳作成柴排（厚15-30cm），再压块石或土袋，袋上也可再压沙料，厚度以不使柴草压辱太紧为限。此法适用于管涌数目多，出现范围较大的情况。如系水下发生管涌：切不可将水抽干再填料。以免险情恶化。根据多年从事深基础施工的经验，对深基础施工中出现流沙、管涌现象的成因进行了分析，总结了较有实用性的预防流沙、管涌的方法，重点介绍了基础出现管涌、流沙的应急措施，以确保深基础施工的顺利进行。
1. 管涌的成因
当深基坑距离河塘较近或基坑底下土层中存在承压含水层时，在水位差的作用下，基坑土体中存在渗透水流，由于土体的不均匀性，土体中某一部位的土颗粒在渗透水流的作用下会发生运动，使填充在土体骨架空隙中的细颗粒被渗水带走而形成涌水通道，即形成管涌（又称翻沙鼓水、泡泉）。当主渗漏涌水通道上的细颗粒被基本带走后，在较强的水流冲刷下，主通道两侧的细颗粒进入涌水主通道，使涌水主通道逐渐变宽，管涌持续时间越长，通道的宽度越宽，继而发生大量涌水和塌方事故。
2. 对流沙、管涌的预防措施
2.1 施工方案的设计与论证
1）为保证深基础施工时基坑不积水，在深基础施工之前，首先应根据地质钻探资料和工程实际情况，设计深基础施工的降水方案。通常采用的基坑降水方法有人工降水、抗渗围护等，无论采用什么方案，方案中应对坑中待挖土中的地下水位变化情况进行必要的验算，使降水措施满足地下水位浸润线低于开挖底标高以下
2）凡在深基坑开挖施工中，如发现有地下承压水，应事先探明承压水头、不透水层的标高和厚度，并对坑底土体进行抗浮托能力验算。
3）对工程所在地的类似深基础施工情况进行必要的调研，吸取其他工程在深基础施工中的经验与教训。……
2.2 深基础施工实施过程的措施
预防和处理流沙、管涌的原则是“减少或平衡动水压力”。
1）井点降水法：a. 当出现流沙时，应立即停止开挖，并回填深坑将流沙埋没或在深坑中注水，以平衡渗流的动水压力。然后在深坑周围立即补下二级（或三级）井点，待二级（三级）井点降水使地下水浸润线低于开挖范围以下
3.1 基础出现管涌时的应急措施
