叶创新
广东省建筑工程集团有限公司 广东省广州市
摘要：在城市化发展不断加快的今天，基坑工程的建设有着更为频繁的开展次数与建设规模。这也就导致因管涌而带来的基坑事故屡屡发生，基坑渗透也就应当得到了越来越多的关注。本文就基坑管涌发生的条件及原因进行了分析，提出了管涌的处理方法，以供参考。
关键词：管涌；处理
引言
当选择在地下水位较高的地区开挖基坑的时候，渗透问题是时常出现的。在渗透环境下，基坑工程的稳定性将会受到十分明显的影响。通过对工程实验的研究，表明：有许多的基坑工程事故的产生都是因为土体管涌的破坏。为此，通过研究土体管涌来对建筑活动的开展以及地基构造的稳定性进行保障，显得十分必要，其带有值得肯定的理论价值与实践价值。其中，就针对于基坑工程的管涌问题研究内容相对较少。
1管涌产生的原因
一是，在基坑开挖过程中，基坑底未做铺垫层及碾压，使底板自身没有好的水平或垂直防渗结构，加之坑内、坑外地下水水头差，产生的渗流压力传导将沿着坑内薄弱的粉粘土或粉土，水平流出产生流砂。二是，管涌的产生与地基土粗细粒度、厚度分布不均一、不连续接触有关，尤其承压水在垂直上升渗透中，于不同地层、流速、渗透力有较大差异，有可能将接触面上的细颗粒砂土带走，而导致接触面被冲刷或流土。三是，当基坑下有承压水存在、基坑开挖，减小了含水层上覆不透水层的厚度，到一定程度，承压水的水头压力能顶裂或冲破基坑底板，造成突涌、管涌、绕渗，最终破坏地基强度，给施工造成很大困难。总的来说，通过对大量工程实践活动进行观察后发现，有很多时候，深基坑所出现的管涌、渗水现象都受到了基坑底部底层粘度的影响。例如：因止水桩的连接问题所带来的漏水、因止水桩不够垂直所带来的漏水、因止水桩的缝隙所带来的漏水等等。还有的因降水效果不理想产生管涌；有的因地质原因开挖后隔水层（粘土层）分布不均而产生管涌。也有的管涌来自于旧井和勘挖孔的水力传导。
2管涌的处理方法
2.1管涌的安全预防措施
在施工中，要及时反馈的监测信息严格控制连续墙变形在允许范围内，防止连续墙变形过大，遇接缝等薄弱环节错位开裂，出现渗水通道时，及时处理。在基坑开挖过程中，如果出现较大的渗漏水现象，须回填部分土方，然后在该处对应的深搅桩挡土墙外侧旋喷桩处理堵漏后开挖。特别是有部分基础较浅，对地基变化敏感，须重点防护，避免涌砂或大量漏砂。再者，开挖过程对连续墙接缝等薄弱部位加强巡视，若出现少量渗漏，及时处理，先堵漏后开挖，防止渗漏点扩大。最后，如果管涌的渗漏点继续扩大难于控制，需要立即启动应急预案，加强外围降水，防止恶性塌方、坍塌事故的发生。
2.2发生管涌的应急措施
2.2.1反滤围井
在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井，井内同步铺填反滤料，从而制止涌水带沙，以防险情进一步扩大，当管涌口很小时，也可用无底水桶或汽油桶做围井。这种方法适用于发生在地面的单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况。对水下管涌，当水深较浅时也可以采用。围井面积应根据地面情况、险情程度、料物储备等来确定。围井高度应以能够控制涌水带沙为原则，但也不能过高，一般不超过1.5m，以免围井附近产生新的管涌。
2.2.2减压围井（养水盆）
在堤坝背水坡脚附近险情处使用土袋抢筑围井，壅高井内水位，减小水头差，降低渗透压力，减小水利坡降，制止渗透破坏，以稳定管涌险情。此法适用临背水头差较小，出现翻沙鼓水险情范围小，周围地表较坚实完整，未遭破坏，渗透性较小，出险处少，沙石反滤材料的翻沙鼓水险情抢护的情况，也可与反滤井结合处理。
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2.2.3滤水压浸台
在堤坝背水坡脚抢筑透水压渗台，可以平衡渗压，延长渗径，减小水力坡降，并能导出渗水，防止土沙细粒流失，使险情趋于稳定。此法适用于翻砂鼓水险情较多、范围较大、反滤料缺乏，但沙土料源丰富的堤坝处管涌又叫翻沙鼓水，是在渗流作用下，土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙涌出的现象，孔隙周围多形成隆起的沙环。管涌发生时，水面出现翻花，随着上游水位升高，持续时间廷长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。
3工程案例
3.1工程特点
清远市城博馆基坑开挖深，开挖面积大，土方体量大，紧邻北江，周边环境复杂，地质条件差。地下水丰富，潜水含水层和承压含水层有水力联系，水头压力大。场地内前期布置129个勘探孔，钻穿了上下承压含水层，给本工程地下水控制带来了很大的难度。土方掏挖量大，开挖过程中不确定因素多。由于上述工程特点，给本工程基坑开挖带来了很大的风险，对基坑降水和预防管涌等的措施需要特别重视。
3.2管涌成因分析
现场发现险情后，立即进行原因分析，最初认为是止水帷幕漏水或降水井降水未到坑底标高以下导致，但是该管涌发生位置附近的降水井监测及基坑监测点数据表明，水位正常。随后比照勘察报告，发现该管涌口位于地质勘探孔60号处，随后勘察单位也进行了确认。根据勘察报告中的表述，该勘探孔钻深28.5m，穿透承压含水层，按照规范根据勘探孔的不同成孔方式和不同土层应进行粗砂或者粘土泥球封孔。而勘探单位对该勘探孔只是用土简单回填。在土方掏挖过程中，反压土卸载，勘探孔封堵失效，透水层压力水造成管涌。
3.3应急处理
基坑开挖时处理管涌的一般方法是集水井强排、深井降水或修筑围堰、土方回填及注浆，这些传统方法花费大量时间及成本，影响施工进度。针对此类勘探孔诱发的管涌，根据现场管涌的流速及影响范围和施工进度等，项目决定采用引流、封堵相结合的方法对管涌进行处理。具体措施如下：（1）在勘探孔原位采用 48钢管（壁厚3.5 mm）作为引流管，钢管一端做成尖口插入孔内直至承压含水层，另一端留出开挖面0.5 m。（2）利用挖机配合，在勘探孔原位插入胸径比孔径略大的杉木对管涌点进行封堵，孔壁土体受挤压变密实，与杉木紧密结合。（3）在引流管外露端部承接止水阀和DN50消防水带引水至现场原桩基施工时的钢板集水箱，箱内放置水泵24h不间断排水，可作为施工用水。（4）后期浇筑底板基础时再与降水井一起封堵处理，效果显著，保证土方继续掏挖，施工进度得到了保障。
结语
近年来城市发展与土地资源紧张的矛盾是持续城市化面临的最大挑战之一，为了节约城市土地资源，开发利用空中和地下空间，深基坑工程越来越多，由于勘探孔封孔不当引起的管涌对工程安全和质量带来很大的隐患。在处理管涌问题时一定要注意以下几点：一是从源头上来解决问题，以此来杜绝漏水情况的再次发生；二是对形成原因的准确分析，形成更为准确的解决方案；三是对注浆止水防护层的构建需要确保其处于较低压力状态下，避免止水桩的漏水。特别是选择锚杆来作为支撑的基坑，其需要首先对坑为进行处理，然后再对坑内进行处理，并且酌情先增加外加剂，再将水泥泥浆注入其中。
参考文献：
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[4]夏明耀，曾进伦.地下工程设计施工手册[J].岩土力学，2015（S2）：13-14．
论文作者:叶创新
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/31
标签：基坑论文; 含水层论文; 工程论文; 险情论文; 土方论文; 水头论文; 地基论文; 《防护工程》2018年第8期论文;