1.流砂现象及其危害
(1)流砂现象:指粒径很小、无塑性的土壤,在动水压力推动下,极易失去稳定,而随地下水流动的现象。
(2)流砂的危害:土完全丧失承载能力,土边挖边冒,且施工条件恶劣,难以达到设计深度,严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜、倒塌。
2.产生流砂的原因
流砂是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。动水压力GD的大小与水力坡度成正比,即水位差愈大,渗透路径愈短,GD愈大。当动水压力大于土的浮重度时,土颗粒处于悬浮状态,往往会随渗流的水一起流动,涌入基坑内,形成流砂。细颗粒、松散、饱和的非黏性土特别容易发生流砂现象。
式中:γw——水的容重;
I——水力坡度,I=H÷L。
3.管涌冒砂现象
基坑底位于不透水层,不透水层下为承压蓄水层,基坑底不透水层的重量小于承压水的顶托力时,基坑底部会发生管涌冒砂现象。(www.xing528.com)
4.防止流砂的方法
(1)途径:减小、平衡动水压力;截住地下水流(消除动水压力);改变动水压力的方向。
(2)具体措施。
①枯水期施工法:枯水期地下水位较低,基坑内外水位差小,动水压力小,不易产生流砂。
②抢挖土方并抛大石块法:分段抢挖土方,使挖土速度超过冒砂速度,在挖至标高后立即铺竹席、芦席,并抛大石块,以平衡动水压力,将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
③设止水帷幕法:将连续的止水支护结构(如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌筑桩等)打入基坑底面以下一定深度,形成封闭的止水帷幕,从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流,增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径,减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产生。
④冻结法:将出现流砂区域的土进行冻结,阻止地下水渗流,从而防止流砂产生。
⑤人工降低地下水位法:采用井点降水法(如轻型井点、管井井点、喷射井点等),使地下水位降低至基坑底面以下,地下水的渗流向下,则动水压力的方向也向下,水不渗入基坑内,可有效防止流砂产生。
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