Question

试述何谓流砂现象？流砂现象产生的原因及防止的途径有哪些？

Answer 1

基坑挖土至地下水位以下，当土质为细砂土或粉砂土的情况下，往往会出现一种称为“流砂”的现象，即土颗粒不断地从基坑边或基坑底部冒出好世的现象。一旦出现流砂，土体边挖边冒流砂，土完全丧失承载力，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。 流砂现象产生的原因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L愈短，则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，土毕燃颗粒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、饱和的非粘性土特别容易发生流砂现象。 由于产生流砂的主要原因是动水压力的大小和方向。当动水压力方向向上且足够大时，土颗粒被带出而形成为流砂，而动水压力方向向下时，如发生土颗粒的流动，其方向向下，使土体稳定。因此，在基坑开挖中，防治流砂应从“治水”着手。防治流砂的基本原则是减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。其具体措施有： （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，就不易产生流砂。 （2）抢挖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、芦友数肢席，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、密排灌注桩等）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，阻止地下水的渗流，以防止流砂发生。 （5）人工降低地下水位法即采用井点降水法（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，从而水不能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较可靠。