1桩基施工中流砂处理的几个问题探讨

'第2l卷第5期2。01年12月地下空间UNDERGR()UNDSPACEVol_2lNo．5Dec．200l文章编号：lool一831x(2001)05．0575．03桩基施工中流砂处理的几个问题探讨’雷用1，邓小彤2(后勤工程学院土木系，重庆40004l；2．贵阳市建筑勘察设计院，贵阳550003)摘要：本文介绍了人I挖孔桩中几种克服流砂现象的措施，可供I程施I中参考借鉴。关键词：桩；流砂；扩散半径；中图分类号：Tu473．1+4文献标识码：B1概况流砂是地下水自下而上渗流时土产生流动的现象，它与地下水的动水压力有密切关系【I】。流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏．能给麓工带来很大困难，或直接影响建筑工程及相邻建筑物的安全，因此，流砂必须进行防治，那么，探讨流砂处理中的几个问题就显得十分必要。2流砂的判定在施工中常常遇到的漉砂现象主要有以下三种情况。(1)轻微的——有一部分土(本文所称的土即易产生流砂现象的土层，如：细砂、粉砂、砾砂、粉质粘土等：下同)随着地下水一起穿过人工挖孔桩钻孔灌注桩的桩底而流入桩坑内，增加桩成孔的难度。(2)一般的——在人工挖孔桩或钻孔灌注桩坑底部，常常会发现有一堆细砂缓缓冒起，人工挖孔桩底可看到细砂堆中形成小小的排小槽，冒出的水夹带着一些细砂颗粒在慢慢地流动。(3)严重的——挖桩坑(或钻孔)时如发生上述现象而继续往下开挖(或钻进)，在某些情况下，流砂的冒出速度很快，此时桩坑(钻孔)底部成为流动状态。判断流砂现象的方法是：当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度(使上升的总水压力与土体的总重量相等，在这种情况下的水力坡度称为临界水力坡度)时，就会产生流砂。流砂现象固然是受动水压力的影响所致，但是在流通作用下，愈靠近桩边缘的部分，流砂现象愈是严重；同时，在实际施工中常发生桩附近地面的沉降现象。·收稿日期：200l·05—17作者简介：雷用(1966一)．男．四川人，硬士．讲师，从事工程地质，岩土工程研究． 576地下空间第2l卷3流砂的处理措施处理流砂所遇到的问题实质上是处理土和水的关系问题。3．1人工降低地下水位使地下水位降至可能产生流砂的地层以下，然后开挖或钻进。①明挖排水一般采用明沟加集水井的施工方法，常应用于一般工程中。②抽吸地下水抽吸地下水在设计时所需考虑的问题主要有：①降雨萤。须了解当地的降雨量，例如上海的暴雨量大致为120～150mm／d，而广州的暴雨量可达300mm／d‘“，重庆的暴雨量可达250mm／d。②结合当地的质条件和施工经验。@场地环境条件，如是否有地下管网(包括上下水道、电线电缆等)、是否存在相邻建筑物、是否有井点抽水的排水通道等。④形成持续抽水条件。井点抽水时须保持真空，除本身总管、联贯管等保持密封外，还应注意随着抽水而沉降引起的裂缝漏气，此时应使用塑料薄膜、钢丝水泥或纯粘土浆封闭裂缝的措施。⑤电源．须备有二路电源，以免因断电使井点停止运转而前功尽弃。@泵。井点泵须有备用量，以免机械故障而停止抽水．抽吸地下水而降水的设计和计算涉及的问题很多、很广，应综合考虑场地的地质与地形条件、土与地下水的条件、地表水径流和施工的要求；同时要求具有井点设备和一些施工经验，以便对设计有较好细的考虑。定量计算抽水量，可采用以下公式伽：完整承压井Q=气嚣器堡完整潜水井Q=1．366k紫对于不熟悉或没有地区经验值的场地，宜进行一些现场的测试(如渗透系数、影响半径)以核对设计计算的数据并对设计进行修改和完善。3．2麓工板拄在土中打入板桩(如重庆市九龙坡区直港大道某工程采用板桩处理流砂层，桩径为1200×1500mm，采用80mm厚的钢板，每节长度为800mm．共打入钢板6节，有效地穿过了厚4500mm的流砂层)，一方面可以加桩护壁，起护壁的作用I同时，增长了地下水的渗流路程而减小地下水力坡度．3．3固结士法3．3．1注浆固结采用一定的灌浆工艺来固结土体，改善土的物理力学性质，从而达到桩能下挖(或钻进)成孔的目的。灌浆从理论上可分为四类；渗入性灌浆、劈裂灌浆、压实灌浆和电动化学灌浆。本文仅对渗入性灌浆作简要说明。渗入性灌浆就是在灌浆压力作用下，浆液克服各种阻力而渗入裂隙．压力越大，吸浆量及浆嫒扩散距离就大．这种理论假定，在灌浆过程中地层结构不受扰动和破坏，所用的灌浆压力 2001年第s期雷用等：桩基施工中流砂处理的几个问题探讨577相对较小。既然这种灌浆是在地层结构不被破坏的条件下渗入地层，因而浆液的颗粒尺寸必须至少小于土的孔隙尺寸，才能实现灌浆的目的。也就是说．满足浆材对地层的可灌性条件．是进行渗入性灌浆的前提。渗入性灌浆浆液的扩散半径r【31为：⋯√音厚式中：k为砂土的渗透系数(cm／s)；v为浆液的运动粘滞系数(m2／s)；h为灌浆压力(厘米水头)m为灌浆管半径(cm)，d。为被灌土体的有效粒径(cm)；t为灌浆时间(s)；n为砂土的孔隙率。今设t=60s，n—o．3，k—o．1cm／s，v一4×lo_6m。／s，h一3m，fo=4cm，山一o．2cm，代八上式，则厂——7=======2r一2×√嚣√业幽渺一198(cm)上式计算表明，在前述物理力学性质的砂土中采用4cm注浆管，在3m水头压力下注浆可形成扩散半径为198cm的注浆固结土体。在该固结土体的浆液达到初凝前，进行开挖，便可容易地穿越流砂层而形成挖孔桩(钻孔桩)的孔位。3．3．2麻袋混凝土固结所谓麻袋混凝土就是用机械拌制的低标号普通混凝土，不需振捣直接装入麻袋内．将麻袋封口，便成为麻袋混凝土。在使用麻袋混凝土时．要按照一定的方法和工序将麻袋混凝土置人流砂层中，在流砂层中通过外力的自重的作用．使其置于所需固结的桩底下，形成固结土体。待该固结土体的混凝土达到初凝前开挖或钻进，便可容易形成桩的孔位。在重庆市北碚区某岩坡工程的挖孔桩施工中，采用这种方法克服流砂现象取得了蛊好效果。3．4其它措施克服流砂现象的处理措施尚有冻结法、爆炸法、加重法、地下连续墙等。在桩基开挖的过程中局部地段出现流砂时，立即抛人大块石，可以克服流砂的活动．如流动现象属轻微的，可以用稻草扎成一个个小草把，塞于桩下漉砂层，井浇注挖孔桩的钢筋混凝土护壁。4结语流砂问题是工程施工中难度相当大的问题，本文仅介绍了桩基施工中采取人工降低地下水位，打板桩和固结土法来克报流砂现象的几种措施，但比较肤浅，有许多问题(如固结土法的计算等)有待进一步探讨{尚有诸多处理方法(如冻结法等)值得探讨和研究。参考文献：[1]孙索齐．工程地质[M]．武汉：武汉工业大学出版社．2000年．P62．[2]陈仲嘎．叶书一．基础工程学[M]．北京；中国建筑工业出版社．1990．P400～4lo·[3]地基处理手册[M]．北京：中国建筑工业出版社．1993．P278～285． 桩基施工中流砂处理的几个问题探讨作者：雷用，邓小彤作者单位：雷用(后勤工程学院土木系(重庆))，邓小彤(贵阳市建筑勘察设计院(贵阳))本文读者也读过(10条)1.吴小兵流砂处理的简易对策[会议论文]-20022.刘奕.LiuYi南充桓子河防洪堤齿墙地基管涌、流砂的处理[期刊论文]-四川水利2010(6)3.叶志德.YEZhide基坑工程流砂处理方案及效果[期刊论文]-建筑技术2005,36(8)4.王晓岩.邢学东.武守朋水闸浅基础流砂处理[期刊论文]-黑龙江水利科技2001,29(3)5.覃谢人工挖孔桩在施工过程中遇流砂层的处理实例[期刊论文]-广西大学学报(自然科学版)2003,28(z1)6.刘珺珺.王智英温州某排污泵站沉井施工及流砂处理技术[期刊论文]-黑龙江科技信息2007(12)7.谭晓慧结构可靠指标与岩土工程勘察中最小子样数的关系[会议论文]-20018.王军宁黄土隧道砂质黄土地质中出现流砂层处理技术[期刊论文]-科技创新导报2010(2)9.陈关友放坡开挖是防治流砂经济而有效的方法[期刊论文]-浙江建筑2000(3)10.周建新温福铁路福田特大桥桩基穿过中细砂流砂层的钻孔桩施工技术[期刊论文]-铁道建筑技术2007(z1)本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_3110924.aspx'