对基坑管涌诱发原因与渗流控制分析

张耐民

摘要：本文首先阐述了基坑管涌的形成与发展，然后针对某基坑工程地下水管涌的发生原因进行分析，并给出具体的处理方案。同时，阐述了开展渗流控制研究的重要意义，提炼出渗流控制的主要问题及其有效对策。

关键词：管涌；基坑；渗流控制

中图分类号：TU463 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）08-157-01

前言

基坑渗流引起坑后土体管涌破坏是导致基坑工程事故发生的关键性因素。尽管目前我国在水工建筑物与地基的渗透稳定性方面有很多研究与应用，且取得了一些成就，但是在基坑工程管涌问题方面的研究依旧很少，最近几年以来，在城市建设发展的推动下。我国深基坑工程的规模正在持续扩大。但是，由管涌引发了不少基坑工程事故，使得基坑渗透破坏问题越来越受到人们的关注。

1基坑管涌的形成与发展

管涌形成的原因包括多种，其中最主要的就是土体级配不良，当然，土体材料性质、工程的水利条件、土体颗粒级配状况以及渗流出口处存在很大的水力坡等因素也会导致基坑管涌产生，由于向上渗流的影响，渗透力只要能克服水的浮力和土颗粒的重量，就能在较大颗粒的孔隙内移动：而在水平方向渗流的影响下，只要成功克服了颗粒间的摩擦作用，就可以实现移动。所以说，水平方向渗流比向上渗流更易形成管涌。

2某深基坑工程地下水管涌的发生与原因分析

2.1管涌的发生

某基坑开挖土方大约七十多万立方米，计划在6月至7月这段时间内开挖完工，从而有效保证2014年APCE会议节点工期，基础桩施工工作结束后，首先针对见底区域降水井进行施工，待降水井抽水时间有一周之后，从西往东分块、分层开挖土方。2014年6月18日，在基坑西南方向2500m²处进行开挖到设计标高，然后由采取人工形式捡底清平基底，备好施工筏板基础垫层。西南角和围护桩相距25m处开始渗水，且面积愈来愈大，现场带班者马上带人使用沙袋进行封堵，但没有很好的效果。直到中午，见底2500m²处被水淹没，在紧急的情况下调来了2台28m³/h的潜水泵，安排专人负责全天候抽水，水面标高为基坑底上一米左右，直至水位稳定，但这无疑会严重影响到垫层的施工进度与施工工期。依照坑内井的水位监测资料，我们不难发现，承压水水位低于12m，不会影响到基坑的抗浮效果，然而由于管涌会直接影响到施工进度，因此，对其进行处理势在必行。

2.2管涌原因分析

2014年6月18日，勘测设计、施工单位以及业主等发现险情后，马上针对管涌原因展开了细致的分析。管涌形成后，首先，基坑内的观测井水位低于12m，管涌点水位并不是降水井抽水的含水层的水位。其次，管涌点的水量与水头压力都比较大，原设计的降水井抽水无法使水位下降。再加上勘察孔通道的存在，因此深部地下水上涌，导致管涌出现。

3该基坑管涌的处理

在处理该基坑管涌时，应严格按照管涌现场的涌水量实施分类处理。本工程基坑开挖至设计标高之后，形成管涌的点位总共有3个。针对较大涌水量的管涌，应遵循下列步骤进行处理：首先明确管涌点的具体位置，然后对管涌的形成原因进行判别与分析，紧接着实施施工管井降水、预埋注浆管，实行砂石反滤围井，再对底板下方土体高压注浆加固，最后实施施工垫层底板。而针对较少的涌水量的管涌位置，可考虑在突涌处实施双浆液注浆处理。

3.1深层降水处理

前期承压降水井有26至28m深，为了增加降水范围、强化降水力度，可考虑在管涌区域周围补打降水井。降水井以管井为宜，潜水钻机成孔，管外有两层土工布包围着，下无砂滤水管。然而，因现场条件的影响，依据现场施工条件，我们在距出现涌水处大致15m处补打了三口深层降压井。同时，组织施工人员加班赶工，确保在三天的时间内成井三口，用三台潜水泵连续抽水，四天后，管涌位置处的出水量显著减少。

3.2双液注浆处理

针对涌水量偏小的2个勘察突涌位置，我们可用导管在突涌部位以水泥浆与水玻璃实施封堵。注浆结束2小时后将注浆阀门打开，针对注浆效果进行检查，为避免因注浆压力太大导致基底隆起的情况发生，要对突涌口周遭的地形变形状况进行检测，在突涌位置的5m区域内安设观测点8个，从而全面掌握注浆压力。采用P.O42.5普通硅酸盐水泥为注浆材料，依照现场试验调配确定水灰比，把注浆压力控制在2.0至3.0MPa的范围内。

4渗流控制

在基坑中之所以要实施渗流控制，是因为要限制坑外地下水位的发展，避免渗透力集中，如今在我国深基坑工程中主要会使用安设防渗帷幕的手段进行渗流控制，且效果显著。然而因很多因素的影响，在实际工程中往往会发生帷幕不连续或是防渗帷幕出现渗透毁损的情况，导致渗流场水利条件发生变化、出现渗透毁损等问题。所以说，进一步研究基坑工程渗流控制具有很高的实践价值。

要做好基坑工程的渗流控制控制，必须以防与治为人手点。在确定解决方案时，应从改善基坑渗流场的分布形态与土体的防渗l生能两方面下手。在基坑工程中，要想改善土体的防渗作用，就必须强化土颗粒之间的胶结能力，采用高压注浆或者灌浆的手段在需处理的土体内注入粘结材料，使得土体的抗渗性与强度得到提升。同时，要对渗流场内容易出现渗透力集中的地方实施局部处理，如此即可统筹兼顾工程的经济性与安全性。此外，可考虑增设防渗帷幕，尽管成本很高，且防渗帷幕自身也存在不足之处，但这对于基坑渗流场的分布形态能起到一定的改善作用。有条件的区域，可考虑采取局部降低水头或者分级降水的手段，效果显著。

5总结

目前，基坑中的渗流问题与管涌问题已深受工程界重视，本文首先针对管涌的形成与发展、管涌形成原因以及渗流控制等内容的分析与研究，并给出具体应对措施，以供工程实践与理论研究参考。