对深基坑管涌现象原因分析及处理措施

摘 要：随着深基坑工程数量的增多，基坑工程安全问题也显得日益重要。本文阐述了在深基坑工程中比较容易出现的管涌灾害，对其产生的原因进行了分析，并提出了以疏为主、综合治理（包括沙石滤水围井、降水、注浆以及旋喷止水）等在内的治理的工艺方法。供同行参考。

关键词：深基坑；管涌；原因分析；措施

0、前言

“管涌”就是指土颗粒群体在渗透水压的作用之下发生相对的运动，填充于骨架空隙之中的细颗粒被渗水冲走的现象。管涌的初始的阶段通常情况下的征兆并不是很明显，比较不容易被预防，如果发作或发展起来又是非常的迅急，此时，在慌乱的情况之下所做的仓促的决策不仅可能会徒劳无功，而且有可能会随着时间的流逝，局面更加难以得到控制，从而造成了更大的损失。尤其是在沿海地区或者是在冲积平原上，明挖的深基坑施工更容易出现管涌的现象，在管涌发生之后可能会引发基坑坍塌失稳等比较严重的灾害。因此对管涌产生的原因进行正确的分析，及时地对症下药制定出应对的处理方案，并且要做到坚决果断的实施非常重要，尽可能的把管涌的危害降低到最小，使得周边临近的建筑物包括基坑自身的安全得到保护，保证基坑的工程能够顺利的实施。

1、管涌产生的原因分析

基坑工程是一个整体的系统的工程，基坑出现的问题一般是由多方面的原因所造成的。地质原因是管涌发生的根本原因，因此要求设计、施工单位必须对工程范围的地质有比较清楚的了解，确定有针对性的围护施工方案，认真及时地研究地质的条件以防范事故的发生。既要重视地质的原因，也不可以忽略掉施工自身的原因。止水帷幕封闭不了、开叉，施工质量达不到标准要求，或者工艺方案的选择的错误，都是有可能造成管涌的发生的，如果通过有效控制住这些主观的失误，那么大多数的管涌情况可能也都不会发生了。

一般情况下，地下工程的地质为二元的或者三元的结构，上层含水量丰富，土体渗透系数大，地下水联系性高，是相对比较透水的填土、粉土、淤泥质土、卵石层、砂砾层等：下层是黏土、残积土层、风化岩、粉质黏土等相对不透水层或不透水层。当基坑开挖以后，如果不允许基坑外降水，由于透水层渗透水头的损失不大，在～定水力梯度渗流作用下，下层的相对不透水层将会承受较大的水压力。在没有反滤层保护的情况下，当这股水压力冲破了不透水层，或者围护结构本身存在着某个薄弱部位，反压土体的厚度的损失，粉土、粉砂、细砂等就会随水而流出，即发生了管涌 管涌不断进行，水土流失也越来越严重，管涌面越来越大，最终导致基坑外得地面沉陷，甚至可能造成围护结构的失稳、坍塌事故的发生。

2、管涌险情判别

当发生管涌现象以后，首先要及时对管涌的具体情况进行判别，以此来判断管涌的严重程度，根据管涌的程度来确定处理的方案 一般可以从如下的几个方面对管涌险情的严重程度进行判别，分别是管涌口直径、涌水的浑浊程度和带砂的情况、洞口扩展的情况、涌水量、涌水的水头等，另外同时还要结合基坑周边的环境进行综合的考虑，如果周边有重要的道路、建筑物等，就要提高管涌的严重程度判别等级。

(1)如果管涌程度在开始初期较轻，但是随着管涌的进行，管涌的严重程度不断发展，管涌的口径不断扩大，导致管涌流量不断增大，随之带出的砂、泥也越来越多，这亦属于一种重大的险情，需要及时对之进行处理。

(2)如果管涌口所涌出来的水量小，水流的流速小，携泥携砂量也较少，那么这种情况则属于较轻的管涌，可不对管涌口进行处理，如在管涌口附近挖集水坑设水泵等进行集中的抽排，同时需要根据实际情况采取止水或者降水措施。 ‘

(3)如果管涌的开口较大，水流速快J短时间内管涌携带出大量的泥砂J这就属于严重的管涌，必须在发现情况时，立刻采取相应的应急措施进行处理。

(4)当基底地面有水渗出、出现隆起、细流流出等现象，可能就是管涌出现前的预兆。随着时间的推移，在较高的水压差作用下。相对不透水层中细小的颗粒将由于地下水逐渐洇渗而被逐渐携带出来，另外土体颗粒之间的空隙也越来越大，大颗粒也渐渐被带出，最终形成涌水的通路，险情亦随之发生了。

3、管涌处理措施

管涌程度受地质的影响，对管涌采取的处理方案也各有差异，应因地制宜确定最佳处理方案，通常情况下应以疏为主，以疏、排、堵、截、压或者是几方面相结合为原则进行综合治理。

3．1滤水围井

当出现单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况，可采用如下这种方法 当管涌口相对很小时，可用无底汽油桶或水桶做围井。用麻袋或编织袋在管涌口处装士抢筑围井，同步在井内填铺反滤料，以制止涌出的刘水带砂，以控制险情。

应根据险情程度、地面情况、料物储备等来确定围井面积。应以能够控制涌水带砂为原则定围井高度，但一般不超过1．5 m，防止在围井附近产生新管涌。如果出现管涌群，根据管涌口之间间距选择单个或多个围井进行抢护。围井与基底保持紧密接触，以防造成漏水，使围井水位无法抬高。

抢护管涌险情的原则是制止涌水带砂，而留有渗水出路。这样既可使砂层不再被破坏，又可以降低附近渗水压力，使险情 以控制和稳定。所以围井内铺填必须选择透水料。因为发生管涌时，完全靠堵是非常难以实现的，管涌已形成通路，短暂的封堵只会引发更大规模的管涌。可在管涌口采用先铺一或两层土工布，之后上筑土袋围井，井内可填充一些砾石碎石等～般透水性材料，土工布对颗粒细小的粉土、粉砂、细砂可有效拦截。

3．2降水减压

在管涌发生部位对应的基坑外侧设置井点降水，经过抽排该段地下水位将会降低，切断管涌水力的供应，管涌将逐渐减弱。因为需要一定时间进行井点降水，在降水产生效果前，应采取疏排、反压等缓解措施，来避免管涌情况的恶化。降水井根据基坑深度、地质情况可选择真空降水、管井降水等。

3．3注浆

通常情况下，根据管涌点的位置，可以推断出地质薄弱段或围护结构薄弱点，以有效采取局部强化措施来切断管涌的路径。在地下水丰富的地质情况下，单液浆体注入后还未凝固就有可能被稀释冲散，止水效果很难达到，此时可采用水泥一水玻璃双液注浆，凝结时间为4O一80s，亦可采用其他凝固时间较短的化学浆液。

3．4滤水压重

当管涌涌水涌砂量大，情况严重，其他措施都来不及采取时，可直接将滤水性材料分层压在管涌口范围以内，通常情况下由下层到上层，压重的颗粒由小到大，根据管涌程度确定具体的厚度，一般情况下分层厚度不宜小于30cm。

3．5 旋喷桩、搅拌桩

很多管涌是由于围护结构没有闭合而引起的，如果是该种情况，可以施作旋喷桩或搅拌桩对管涌对应的围护结构范围止水，通常作法是在桩间的外侧施作一根，并在外侧施作一排相互咬合的旋喷桩墙或搅拌桩墙，以此来抑制管涌。

4、结语

当管涌得到有效抑制后，应根据现场具体情况确定下一步施工方案，除非在险情极其严重的情况下，通常应以加快下层土的开挖为原则，只有当局部加深见底盹基坑内水才更易于排放，同时可以有效降低基坑内地水压力，从而保证后续段开挖能够在比较干燥的作业面进行施工。

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