摘要：结合上海地区市政管道工程的施工心得，根据上海地区的流沙地基实际情况，对流沙成因和危害的分析，提出几种流沙地基处理方法，最后得出流沙地基处要施工时间快和成本低及又能保证地基的稳定性和强度。
关键词：流沙地基；地基与基础；施工措施
Keywords: quicksand, foundation and foundation construction measures
1、技术概述
我国流沙地基处理技术可以追溯久远。据史载，秦朝为了传递文书，就采取了“稳以金堆”的压实措施。而我国木桩基础的使用可以追溯到六七千年前的河姆渡文化期。
近40年来，国内外在流沙地基处理技术方面的发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。从提升土体的抗拉强度的理念出发形成了加筋法，从利于土体的排水和排水固结的特点，形成了土工合成材料。此外夯实法、压密注浆和塑料排水带等等。
2、上海地区软土地基流砂的主要处理方法
2.1流砂地基处理的意义
随着改革开放的深入，上海市也加快了城市建设步伐，市政工程的发展迅速，流沙地基处理技术的进步已产生了巨大的经济效益和社会效益。上海地区是冲击平原，属软土地质，流沙地质的分布面广泛。由于市区人口密集、交通量大、养护时间短的，城市主干道下水道和郊区主\次干道下水道，流沙地基处理的恰当与否直接关系到城市建设的发展和工程质量、投资、进度、营运。因此，流沙地基处理对节约上海地区基本建设投资，保证道路雨污水管道正常排放具有重要意义。
2.2软土地基流砂的成因
基础施工中，流砂的产生是地下水在土体中渗流而形成的动水压力对土体作用的结果。动水压力的大小与地下水高差成正比，与渗透路径成反比。当动水压力大于土颗粒的容重时，土颗粒处于悬浮状，就会形成流砂，随渗流的地下水一起涌入基坑内。地下水位高差、细小颗粒、饱和非粘性土是构成流砂现象的基本要素。
3、地基流砂现象处理
3.1流砂处理几种常用方法
防治土基流沙总的基本原则就是治水，就是人为控制或调整地下水的压力差和地下水流的方向，使不稳定的土变成稳定土层，来保证符合我们建设工程的要求。在下水道沟槽开挖施工过程中，防治流砂的基本方法是：
（1）降低动水压力，具体做法是：利用枯水期地下水低施工，沟槽内外水位差减小，动水压力相对减小，减少流砂产生。但此方法气候时间限制很大，且局部范围流沙层不易在开工前地勘工作中被发现。
（2）动力水平衡法，具体做法是：挖土量大于冒砂量，超挖基地设计标高后，速把竹或芦席滤片铺设基地并抛大石块，以平衡动水压力，把流砂压住。动力水平衡法适合治理局部区域流砂，速度快成本低，建议优先考虑。
（3）动水压力向下法，具体方法是：采用井点降水（如轻型井点、管井井点、喷射井点等）法，使地下水位降低到基坑底面50cm以下，使地下水的渗流向下，有效地阻止流砂的发生。此法应用广泛可靠，但是施工周期长、成本高，适合面积较大的流沙层地基处理。
（4）设止水帷幕，截断地下水流法，具体措施有：将连续的止水支护结构（如深层搅拌桩、密排灌注桩及连续板桩等）嵌入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，地下动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，减少水力坡度，减小动水压力，从而防止流砂现象产生。该法成本很高而且施工时间长。
（5）冻结法是：把基础流砂区域的土层冻结，阻止地下水的渗流，防止流砂现象产生。上海地区地下水位高及自然气温关系，此种方法成本高且受技术条件限制，管道敷设不适合采用冻结法工艺处理流砂现象。
3.2工程概况
南大路位于普陀区西北角的新杨工业园，是普陀区连接宝山区东西向主要道路之一。由于南大路（红柳路～宝山区界）段道路连接外环真大路出口，交通流量大，重载车辆通行比例相对较多，交通流量较大。全线道路规划红线宽度为45m。道路等级为城市次干路，道路平面线型维持老路现状线型不变，道路平面线型为直线。道路竖向设计控制路中心高程为4.155~5.254m，起终点与现状道路接顺。道路最大纵坡为1.65％。雨水管管位为道路中心线以北2m敷设，污水管管位为道路中心线以南2m敷设。根据勘探报告，地下水位埋深在1.1～2.1m之间，标高在3.36～3.59之间。
3.3技术实施情况
南大路道路改建工程原状路面宽度为25米，实际施工面20米，由于南大路原状道路下有DN300上水、电信6孔、信号灯2孔、电力过路排管；道路直线段施工范围内北侧人行道有电信排管、信息非开挖管线，施工范围内地下管线及其复杂，同时南大路（红柳路～宝山区区界）段道路连接外环真大路出口，交通流量大，重载车辆通行比例相对较多，根据以上情况交警部门同意翻交计划不能封闭式施工只能采取半幅施工，不能影响道路通行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
我们在管道施工过程中，原施工方案对地基流砂层、管涌、考虑到软土层承载力等问题，会造成管道施工后的压缩沉降、变形，针对开挖深度超过2米的沟槽施工，采用轻型井点降低地下水位。
但是施工前经过专业公司物探及结合综合管线图纸查看，地下管线非常复杂，原有管线老化严重，甚至于由于年代长远局部管线图纸标志位置与现场实际管位相差有2米之多，根本不适合进行井点降水。为了不产生管线事故及节省施工周期，我们邀请公司总工和项目部经验丰富技术人员经过严谨科学的探讨，最终决定采取钢板桩围护的沟槽开挖，在最短时间内完成管道排设工程，由于夏天施工遇到雨水天较少，兼措施得当大部分管道都顺利完成，但是在施工中还是遇到了一段30米沟槽流沙层，开挖到管道设计标高，挖机一开挖流沙就从基底不断涌出，造成管道排设及结构层无法施工，半幅施工已经造成南大路交通拥挤严重，已经影响附近居民及厂家通行，社会影响较大，再采取轻型井点降水已经不合时宜，时间不允许。起初我们通过与设计沟通不做管道基础直接采用玻璃钢夹砂管加二侧回填黄沙进行施工的建议，设计保留意见，认为可能不行流沙层处理对玻璃钢夹砂管接口位置影响会很大但可以试试，我们施工了二节管材但是效果非常不好与设计预测情况相同，第一天排管材第二天接口位置就已经错口，以后管道肯定漏水。项目部一致认为后续采取的方法一定要让流沙层位置基底材料发生变化才能让基础稳定。我想到了抛石，遇到流沙层采用第二种方法认为比较适合，能明显提高地基的承载力，明显减少流沙层对管道基础的影响，在抛石的基础上我们还想到了使用处理路面开裂的土工格栅类材料，经过方案完善开始了具体施工，首先对沟槽两侧钢板桩加深处理，然后在沟槽开挖二侧预先准备好40CM左右石块和碎石二台挖机配合，一台开挖流沙层，一台抛入石块，挖机开挖面按照规范开挖宽度，石块抛石宽度与开挖宽度一致，开挖至管道基础标高以下至少80CM深度进行抛石，最好可以抛石二层，每层石块上方铺设碎石后再摊铺竹滤片（也可以采用钢筋网片），现场测量及时复合标高，商品砼及时跟上完成一段就及时浇筑商品砼基础进行固定，在一天内分段完成以上施工操作，防止隔天再浇筑砼基础时候，抛石基础由于流沙已经上浮无法施工。当天浇筑完成砼初凝后，短时间内流沙不会再上浮起拱影响管道基础。经过后期的查看这30米管道基础没有起拱和变形，基本达到了管道铺设要求，
3.4流砂处理取得效果
由于采用动力水平衡法施工，地基承载土容重发生了变化，平衡了动水压力，阻止了流砂现象发生。其二原先地基为砂，现为碎石和块石加塑料、竹滤片组成的混合物，大大提高了地基的承载力，保证了管道基础质量。此方法缺点是不能从根本上遏制流沙，因为流沙层一般是难以挖到位的，但此方法施工时间短成本低，利弊衡量下，经济效果非常明显。
4、地基流砂现象处理在施工中的重要性
雨、污水管的基础是下水道工程重要组成部分，它对保证城市管道及道路的施工安全及时保质保量完工，以及今后管道安全、正常、持久的运营将产生很大的作用，因此在施工过程中应该根据现场施工条件、地质情况，工程材料以及施工技术方案等各因素综合考虑，确保工程施工方便，技术先进、经济合理、安全可靠。沟槽施工中不解决好这一问题，沟槽基础会随着砂层的流动发生变形、位移，影响边坡稳定及附近建筑物和构筑物的安全。而且如果随着基础的持力层的变化，会对管道结构产生不可逆的破毁，这对管道来说是十分有害的，应杜绝此类这种现象发生。实践证明，许多工程事故都和地基基础相关的。因此我们在施工过程中，必须要认真处理好基础，特别是流沙现象处理。基础工程是隐蔽部分，一旦出现问题不容易处理，隐患相当大。近年来城市道路中发生地面道路突然沉降和坍塌，很大原因就是基础工程出现了问题，引起管道破损或脱节漏水，冲刷道路土基而形成空洞造成的。严重的会危机其他管线的安全运营发生事故，影响市民生命财产安全。因此基础工程实属百年大计，必须慎重对待。
地基处理问题对市政建设质量安全影响的重要性要有一定的认识，才能使我们更加重视对问题地基进行科学的处理。针对施工现场实际情况的复杂多变，在项目实施过程中，我们一定要根据现场情况，采用灵活、科学、实用的施工方法，做到既经济合理、质量保证又能安全快速施工。个人认为地基处理最主要的就是要考虑，保证地基的稳定性和强度，以后的地基处理方法、研究的方向应多从地基的稳定性和强度考虑。
结束语
本文主要说明了上海地区流沙地基本情况，几种流砂地基普遍的处理方法,在实际工程中,要针对具体的地基问题,采取相应的处理措施,特别是对地基问题对管道基础的重要影响能够充分的了解认识，才能更加重视对地基进行处理,使流沙地基这种施工中普遍顽症得到进一步的改善，更好的为上海市政建设服务。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.JTG D30-2004 公路地基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.
[2]中华人民共和国行业标准.JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]中华人民共和国行业标准.GB50007-2002 建筑地基基础技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[4]中华人民共和国行业标准JTJ064-98公路工程地质勘测规范[S].北京：人民交通出版社，1999.
[5]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册 [M]. 2版.北京：中国建筑工业出版社，2000.
[6]贾宁，陈仁明，陈云敏，等.杭甬高速公路拓宽工程理论分析及监测[J].岩土工程学报，2004，26 （6）：755-760.
[7]张诚厚，袁文明，戴济群编著.高速公路软基处理.北京：中国建筑工业出版社，1997.
论文作者:包振华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：地基论文; 流砂论文; 流沙论文; 管道论文; 基础论文; 道路论文; 沟槽论文; 《基层建设》2019年第13期论文;