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工程施工中流砂处理方法探讨
许如珑 杨顺志(安徽天翰工程咨询有限责任公司)

发布于:2013-01-19 
      在基础工程、地下工程、水利工程等工程施工中,经常会遇到流砂问题,如处理不当,就会发生坑、槽壁(或堤岸)塌方,引起周边建、构筑物不均匀沉降,造成安全事故或安全隐患。所以施工单位和现场监理,都要事先熟悉地质报告,提出相应的技术安全措施,防止流砂的发生。
 
      对于流砂的处理方法,在施工手册(四版)中,比较全面的总结了以往处理流砂的施工经验,提出了七条指导意见(七条具体处理方法)。但由于工程情况、施工环境、施工条件等复杂多变,原有方法终觉不够用。而这些年来发展取得的新经验新方法,又没有及时编进去,极须加以归纳总结。
 
      本文,想从流砂处理方法的原理分析上,对现有一般处理方法加以归纳分类,提出四条处理流砂的思路,以助施工单位拓宽处理流砂的办法思路,从而能结合具体工程实际情况,提出自己的、更符合实际的、更为经济的、更为简单可行的办法来。
 
一、流砂的存在条件和发生条件
 
      流砂的存在条件是水和具备流砂的土层(粉细砂、粉土地层)。具体讲有以下几种情况:
 
(1)    软土地层中粉性土或粉砂层的厚度大于25cm;
 
(2)    颗粒级配不均匀系数小于5;
 
(3)    土的含水量大于30%;
 
(4)    土的孔隙率大于43%;
 
(5)    土的颗粒组成中,粘粒含量小于10%,粉粒含量大于75%。
 
以上每条有其中之一时,都存在着有可能发生流砂的条件。
 
流砂的发生条件是,施工过程中产生的水头压差,形成水的流动。将悬浮状粉粒随水带走,形成流砂。阻止水的流动,也就阻止了流砂的发生。
 
由此可见,要防止流砂的发生(亦即处理流砂的方法),主要靠改变流砂的存在条件和发生条件就可以了。去掉水或阻止水的流动;改变土的性状或阻止粉粒被水带走,是防止产生流砂的常用办法。
 
二、处理流砂的方法
 
1、去水法(隔水法、断水法)。去掉流砂存在条件之一的水,也就不发生流砂了。工程常用的有:
 
(1)井点降水法。水位降到流砂层以下,一般为降至坑底下0.5m以上;
 
(2)有滤砂措施的深井降水法;
 
(3)钢板桩帷幕隔水法;
 
(4)高压水泥旋喷桩帷幕法隔水,将流砂层内水隔断;
 
(5)深层水泥搅拌桩帷幕法等等,许多断水办法。
 
2、止水法。防止水流动,也就不发生流砂了。工程上常用的有:
 
(1)水下施工。保持坑内外水位平衡,不产生流动;
 
(2)钢板止水护筒,在开挖面积较小的人工挖孔桩施工中多用,钢板护筒穿过流砂层,阻止流砂层中水的流动;
 
(3)喷射砼护坡护壁止水,地坑、隧道、圆形深井等工程上应用较多。
 
3、滤水法。允许水流动,但不准带走悬浮土颗粒(粉细砂、粉性土)并加压重。工程常用的有:
 
(1)基坑底铺土工布、砂保护层,抛大石块,防止涌砂;
 
(2)河道块石护岸,开挖护岸铺土工布滤水阻砂,上铺中砂保护层再铺块石护岸;
 
(3)砂袋压涌砂,编织袋装砂,增加土压重,防止土回弹松弛,又滤水阻砂流动。
 
4、土壤加固法。改变土壤颗粒水中悬浮的性能。工程常用的有注浆法加固土壤、深层水泥搅拌桩法、水泥高压旋喷桩等方法,防止流砂的产生,又改善了施工条件。
 
三、处理流砂的施工技术管理
 
1、根据实际地质情况、环境条件、施工条件、设备条件等等选择好处理流砂的
 
方法。上述处理方法都是有条件的,满足条件才有效。例如井点降水,你没有设备和施工经验,这种处理方法就否定掉了,再如止水法,水头压差较小时才有效。
 
2、施工工艺合理与否,也是处理流砂方法的重要保证之一。例如河堤施工中采
 
用压滤的方法处理流砂。设计的方法是有效的,但施工时,采用大面积开挖,不能及时铺设滤水土工布、砂保护层和干砌块石。仍会产生流砂塌方。采用条块快速施工工艺,就解决了塌岸问题。
 
3、要充分认识开挖土层的时效性,迅速连续的施工是防流砂发生的重要措施之
 
一,土壤开挖减负重后,会产生回弹、松弛、流水等,施工应抢时间采取防流砂措施,例如喷射砼支护,就要抢在水流动之前喷射砼支护(配钢筋网片钉固,工程上砼一般不小于8cm),只要水不流动,土体是稳定的。
 
4、应根据实际情况,可综合利用上述方法,能取得更好处理效果。
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