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流砂成因及防治措施 中铁十四局集团四公司苏州新区项目部 丁 冬 摘 要 本文就流砂产生的现象及原因，根据流砂产生的机理采用不同的防治方式及防治时应注意的问题进行简要分析，并结合苏州新区现场施工，做一简述。 关键词 流砂 成因 防治 一、前 言 在南方沿江、湖、海等多水地区的土建施工中，地下水源丰富、水位较高。而大部分结构物基础较深，往往处于自然水位线以下。如果直接进行基坑开挖，地下暗河及土层水就会不断渗流汇集到基坑内。更为严重的是当基坑下存在承压水含水层时，会产生流砂及管涌现象，发展结果对施工危害极大。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中必须采取防治措施，控制地下水位，防止流砂的产生，确保地基土在开挖及基础施工时的工程质量。 二、流砂现象的成因分析 1、在基坑开挖过程中，可能遇到的流砂现象有： （1）轻微程度的流砂。支护墙体缝隙不密，一部分细砂随地下水一起穿过缝隙流入基坑，造成坑边外侧水土流失，致使地基土被水泡软。 （2）中等程度的流砂。在基坑底部，尤其是靠近支护墙体底部的部位，有一股细砂缓缓冒出，细砂堆中有许多细小流水槽，冒出的水夹带着细砂颗粒慢慢流动，长时间可将基底掏空，造成沉降塌陷。 （3）严重程度的流砂。在发生中等程度流砂现象后若未采取措施继续下挖，可能会造成基地冒出的流砂速度加快，基坑底部呈现流动状态，无法继续施工，并可能由于水土流失严重而造成周围建筑物或地下管线沉降过大而破坏。所以严重程度的流砂是危害较大的，施工时应避免发生。 2、流砂产生的因素： 根据常发生流砂地区的工程实践及土工分析，可发现引起流砂的因素大致有： （1） 易产生流砂的内因条件是：①地下水位较高，水力坡度较大，水流速快，当动水压力超过土粒重量，达到能使土粒悬浮时，即会出现流砂现象；②表层土下常有一层粉细砂或在粘性土中夹有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度达于250mm；③土的含水率大于30%以上或土的空隙率大于43%；④土的颗粒组成中粘土含量小于10%，粉砂含量大于75%；⑤砂土的渗透系数很小，排水性能很差；⑥由于颗粒周围附着亲水胶体颗粒，饱和时胶体颗粒吸水膨胀，使土颗粒密度减小，相应土的含水量及孔隙率均增大，因而在不大的水冲力下能悬浮流动，土颗粒则会随地下水流出；⑦土的不均匀系数D60/D10＜5(D60为限定颗粒，即小于某粒径的土粒重量累计百分数为60%时；D10为有效颗粒，即小于某粒径的土粒重量累计百分数为10%时)，易发生流砂地区取得不均匀系数的值在1.6~3.2之间。 （2）易产生流砂的外因条件是：①施工时采用强挖，即坑挖越深，当坑外水位高于坑内抽水后的水位，动水压就愈大，坑外水压向坑内流动的动水压等于或大于颗粒的浸水密度，使土粒悬浮失去稳定变成流动状态，随水从坑底或四周涌入坑内，流砂就愈严重；②饱和砂土在振动作用下，结构被破坏，使颗粒悬浮于水中并随水流动；③施工时值雨季，地表水突然增加，基坑内外动水压增大，土层间粉土颗粒失稳随水悬浮流动。 三、防治流砂的措施 防止流砂现象的产生，可根据其产生机理从两方面入手：a、通过减小水位差；b、通过增加地下水的渗流路线，从而减小其水力坡度，达到防范流砂的目的。目前主要采取井点降水和设置挡水帷幕的防治措施。 1、井点降水。合理采用井点降水方式，可降低基坑内、外的渗透水头差，把渗流水力坡度i控制在容许范围内，还可改变渗流方向，使地下水仅流向井管，从而防范了流沙现象的产生，如图-1所示。 基坑渗流力示意图-1 具体做法应根据开挖工程的具体情况，包括工程性质、开挖深度、土质条件等，并综合考虑经济因素而采取相应的降水方法。开挖深度较浅的基坑（H≤6m）） - 4 - K R 降水GSHUI’\\\\\ m i l n