浅析土木施工中流砂防治的意义及措施

孔伟

（中钢招标有限公司　北京市　100089）

1　对土木工程基坑流砂现象的分析

1.1　流砂现象的基本概念

当建设队伍进行基坑开挖时，如果开挖的土壤中，地下水的动水压力过大，并且其压力方向与土壤所受重力方向不一致，这时土不仅受到水的浮力，还受到了动水压力的作用，被迫向上举。当动水压力等于或大于土壤的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，和地下水一起流入基坑中，这种现象就叫做“流砂现象”。所以我们在进行基坑挖掘时，对于过细和过轻的土，类似细砂和粉砂这种，一定要提前进行流砂防治。不然一旦出现流砂，土将完全丧失承载力，致使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时还会引起基坑边坡塌方，其他建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。

1.2　流砂现象产生的原因

在了解了流砂的基本概念后，深入分析不难看出，流砂现象产生的原因体现在两个方面。

1.2.1基坑中土的性质

流砂现象一般发生在细砂、粉砂、亚砂及淤泥中，因为这些土壤的粒径和密度较小，渗透系数小，经常容易浮在水面上失去稳定性。但是相反对于孔隙较大，渗透系数也大的粗砂和砾石等来说，不易产生较大的水头差，自然也不容易产生流砂。所以由于各地区土壤性质的不可避免性，我们在对基坑开挖时，必须人为进行及时的处理，实行有效的防治流砂措施。

1.2.2动水压力的大小

其实，在流砂产生的原因中，最为根本也最具有防治意义的是地下动水压力的大小。不难想象，当我们在挖掘基坑时，挖到了地下水位之下，水在土中渗流，而其流动的方向必然是向着土壤的上方。当土壤的重力太小，水流动对其产生的作用力大于或等于重力时，土粒将悬浮在水面之上，和水一起流动，被间接带出土体，影响施工进度和整个工程质量。当然在通常情况下一个地区的地下水压力是固定不变的，但是一旦水压发生变化，整个砂层就会跟着发生变化，因此当施工方采用正确的措施处理好流砂问题时，不仅可以有效的控制工程的造价，而且能够提高施工的工艺水平。

2　流砂防治的主要措施

随着建筑行业和国民经济的快速发展，我们在进行大多建筑项目时会对地质条件进行勘察，选择合理的施工场地，尽量避免地址条件不良的场地。但是，为了国家的发展，很多项目无法选择，我们不得不在一些地质条件不良的地基上进行施工。同时，在科学技术不断发展的现今，人们对建筑的质量要求越来越高。因此，在进行地基施工时，一定要选择最佳的方法和最稳妥的防御措施。我们在进行流砂防治时，只有充分认识了流砂的形成原因和流砂的危害才能采取切实有效的方法来进行处理。在进行了流砂产生原因的分析后，我们发现防治要从这三点入手：①减小或平衡动水压力；②截住地下水流；③改变动水压力的方向。那么与之对应的防治措施就包括：人工降低地下水、枯水期施工法、抢挖并抛大石块法、水中挖土等。

2.1　人工降低地下水法

人工降低地下水法就是在基坑开挖之前，先将一定数量的滤水管埋在基坑周围，在基坑开挖前或者开挖过程中，利用真空的原理，用抽水设备将水抽出，使地下水位降低到基坑底以下。从根本上解决地下水涌入基坑内的问题，没有了水压力，也就解决了流砂问题。人工降低地下水位的施工方法包括：喷射井点法、轻型井点法、管井井点法、截水法等，而工程中采用最多的是轻型井点降水。

轻型井点降水法中机械设备简单，容易操作，同时也便于管理，能够有效的减少基坑开挖边坡坡率。在施工中沿基坑四周每隔一定距离布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层中，设置吸水口，通过真空吸水泵将集水管内的水抽出，使地基干燥。开挖好的基坑不仅施工环境好，且基底承载力也得到了提高。

2.2　枯水期施工法

枯水期施工法是在施工方利用枯水期地下水位降低，基坑内外水位差较小，这时地下水的压力达不到产生流砂的强度时进行基坑挖掘。

但是目前建设项目的施工并不会随意改变日期，所以此方法适用范围较低。

2.3　抢挖并抛大石块法

抢挖并抛大石块法是指在进行基础土方开挖时，采用分段抢挖土方，这样加快挖土速度后，地下水压产生的流砂速度将被赶超。在挖至标高时，立即铺设竹席、芦苇、或者就近采用一些建筑废材料。平且向里抛大石块，用以平衡动水压力，将流砂压住。但是此方法只适用于小部分产生流砂的部位。

2.4　水下挖土法

此方法是指采用不排水施工，使坑内水压与坑外地下水压平衡，抵消动水压力。但是也只适用于场地允许并且地质条件好的项目。

基础不仅是建筑最先进行施工的部位，同时也是建筑最为重要的组成部分。从安全性上来看，地基的质量好坏直接影响着建筑的使用和安全。从经济性上来看，基础工程占整个建筑建设费用的比例也相当大。所以在实际施工过程中必须结合工程地质条件、建筑材料及施工技术等因素，使基础工程安全可靠、经济合理、技术先进，便于施工。在基础施工过程中，如果没有解决好这一问题，基础就会跟着砂层一起流动，发生位移，这对建筑物来说是十分有害的。在以上的所有流砂防治措施中，施工时要根据具体情况进行选择，采用技术好、经济和节能的方法。同时，在采用流砂防治方法，特别是降水方法时，一定要把握好时间，不要操之过急。否则会前功尽弃，边挖边塌方，造成更加危险的情况。

[1]隋春蕾，张晓滨.流砂基础施工处理方法[J].黑龙江水利科技，2008.

[2]牛治安.浅谈流砂基础处理[J].西部探矿工程，2005.

[3]赵华宏.基坑开挖流砂处理对策[J].工程与建设，2009.