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《水利工程质量通病防治手册》之土方工程基坑(槽)开挖遇流砂等防治措施

10 基坑(槽)开挖遇流砂

10.1  表现形式
当基坑(槽)开挖深于地下水位0.5m以下,采取坑内抽水时,坑(槽)底下面的土产生流动状态,随地下水一起涌进坑内,出现边挖、边冒,无法挖深的现象。发生流砂时,土完全失去承载力,不但使施工条件恶化,而且严重时会引起基础边坡塌方,附近建筑物会因地基被掏空而下沉、倾斜,甚至倒塌。

10.2 产生原因
(1)当坑外水位高于坑内抽水后的水位,坑外水压向坑内流动的动水压等于或大于颗粒的浸水密度,使土粒悬浮失去稳定变成流动状态,随水从坑底或四周涌入坑内,如施工时采取强挖,抽水愈深,动水压就愈大,流砂就愈严重。
(2)由于土颗粒周围附着亲水胶体颗粒,饱和时胶体颗粒吸水膨胀,便士粒密度减小,因而在不大的水冲力下能悬浮流动。
(3)饱和砂土在振动作用下,结构被破坏,使土颗粒悬浮于水中并随水流动。
(4)易产生流砂的条件是:1)水力坡度较大,流速大,当动水压力超过土粒重量,达到能使土粒悬浮时,即会出现流砂现象;2)土层中有厚度大于250mm的粉砂土层;3)土的含水率大于3%以上或空隙率大于43%;4)土的颗粒组成中土粒土含量小于10%,粉砂含量大于75%;5)砂土的渗透系数很小,排水性能很差。

10.3 防治措施
(1)防治方法主要是“减小或平衡动水压力”或“使动水压力向下”,使坑底土粒稳定,不受水压干扰。
(2)安排在全年最低水位季节施工,使基坑内动水压减小。
(3)采取水下挖土(不抽水或少抽水),使坑内水压与坑外地下水压相平衡或缩小水头差。
(4)采用井点降水,使水位降至距基坑底0.5m以上,使动水压力方向朝下,坑底土面保持无水状态。
(5)沿基坑外围四周打板桩,深入境底下面一定深度,增加地下水从坑外流入坑内的渗流路线和渗水量,减小动水压力。
(6)采用化学压力注浆或高压水泥注浆,固结基坑周围粉砂层,使形成防渗帐幕c
(7)往坑底抛大石块,增加土的压重和减小动水压力,同时组织快速施工。
(8)当基坑面积较小,也可采取在四周设钢板护筒,随着挖土不断加深,直至穿过流砂层。

11 填方基底处理不当

11.1  表现形式
填方基底未经处理,局部或大面积填方出现下陷,或滑移等现象。

11.2 产生原因
(1)填方基底上的草皮、淤泥、杂物和积水未清除就填方,含有机物过多,腐朽后造成下沉。
(2)填方区未做好排水,地表、地下水流入填方,浸泡回填土方。
(3)在旧有沟渠、池塘或含水量很大的松散土上回填土方,基底未经换土、抛填砂石或翻晒晾干等处理,就直接在其上填土。
(4)在较陡坡面上填方,未先将斜坡基底挖成阶梯形就填土,使填方未能与斜坡很好结合,在重力作用下,填方土体顺斜坡滑动。
(5)冬期施工基底土遭受冻胀,未经处理就直接在其上填方。

11.3 防治措施
(1)回填土方基底上的草皮、淤泥,杂物应清除干净,积水应排除,耕土、松土应先经夯压实处理,然后回填。
(2)填土场地周围做好排水措施,防止地表滞水流入基底,浸泡地基,造成基底土下陷。
(3)对于水田、沟渠、池塘或含水量很大的地段回填,基底应根据具体情况采取排水、疏干、挖去淤泥、换土、抛填片石、填砂砾石、翻松、掺石灰压实等措施处理,以加固基底土体。
(4)当填方地面陡于1/5时,应先将斜坡挖成阶梯形,阶高0.2-0.3m,阶宽大于1m,然后分层回填夯实,以利结合并防止滑动。
(5)冬期施工基底土体受冻胀,应先解冻,夯实处理后再行回填。

11.4 处理方法
(1)对下陷已经稳定的填方,可仅在表面作平整夯实处理。
(2)对下陷尚未稳定的填方,应会同设计部门针对情况采取加固措施。

12 墙后回填土不密实

12.1  表现形式
墙后填土局部或大片出现沉陷。

12.2 产生原因
(1)墙后的积水、淤泥杂物未清除就回填;或用松土回填,未经分层夯实;
(2)墙后作业面较小,采用人工回填夯实,未达到要求的密实度。
(3)回填土料中夹有大量干土块,受水浸泡产生沉陷;或采用含水量大的粘性土、淤泥质土、碎块草皮作土料,回填质量不合要求。

12.3 防治措施
(1)回填前,应将槽中积水排净,淤泥、松土、杂物清理干净,如有地下水或地表滞水,应有排水措施,经检测合格报请监理检查,经检查合格后方可进行回填。
(2)回填土采取严格分层回填、夯实。每层虚铺土厚度不得大于大堤和墙后回填30cm、水泥土25cm。土料和含水量应符合规定。回填土密实度要按规定抽样检查,使符合要求。
(3)填土土料中不得含有大于10cm直径的土块,不应有较多的干土块。
(4)严禁用水沉法回填土方。

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