放坡開挖是防治流砂的經濟有效方法

紹興市第一建筑安裝工程公司 陳關友

[摘要] 本文從理論上分析用放坡開挖來防治流砂是可能的, 從工程實踐中證實放坡開挖防治流砂是可行的，講了應注意的問題。

[關鍵詞] 放坡開挖 延長滲水途徑 流砂防治 抗滲

1 常規的流砂防治方法

在地下水位較高的砂性（粉砂）土層中開挖土方，必須采取預防流砂發生的措施，通常采用基坑四周打設井點管降水，以減小水頭差來防治流砂；沿坑邊打設板樁，以延長滲水途徑，降低水力坡度來防治流砂；還有凍結法、固結法、拋塊石等。以上均須增加一定的技術措施費用，至于采用水下開挖（目的是消除水頭差），在一般的房屋建筑基礎施工中不宜采用。

在流砂土層中進行基坑挖掘施工，對如何防治流砂歷來是施工中的一大技術難點，因為井點降水會發生周圍地面沉陷，打板樁費用較高，已知的其它方法施工不易且費用不低。

2 放坡開挖防治流砂在理論上的可能性

有什么簡單有效的方法可以防治流砂？答案是有的：放坡開挖可以防治流砂。

從理論上分析，防治流砂的關鍵是要減小動水壓力，降低水力坡度。水力坡度I的大小，主要涉及兩個參數：一是水頭差△H，二是滲水途徑L。水力坡度的大小與水頭差成正比，與滲水途徑成反比，即水力坡度公式：I=△H/L。防治流砂在理論上主要從改變兩個參數入手，減小水頭差△H，延長滲水途徑L，目的是減小動水壓力，降低水力坡度。要延長滲水途徑并非只有打板樁一種辦法，采用放坡開挖，其坡面位于地下水位以下段的水平長度就是滲水途徑長度L，只要滿足下式：

△H／L<IC=（1－ｎ）（Ｇ－１）　 整理后得：

Ｌ>△Ｈ／（1－ｎ）（Ｇ－１）

式中：IC ——為臨界水力坡度

ｎ——為孔隙率

Ｇ——為土粒重度

基坑挖到基底標高就不會出現流砂現象。從△Ｈ/L這一分子式看，L減小則水力坡度增大，當L接近于零，即邊坡直立時，很小的水頭差△Ｈ也會產生大的水力坡度；若L趨向無窮大，則水力坡度接近于零，若一般邊坡坡面中的L加長十幾倍，則變成緩坡地面，根本不會出現流砂現象。當水頭差△Ｈ不變，從L的變化，能得到安全、合理的防治流砂的邊坡坡度。實際上，臨界水力坡度IC的值，是基槽臨界邊坡坡角的正切值。對于有條件放坡的一般基坑，用放坡開挖防治流砂在理論上是完全可能的。

3 實踐證實放坡開挖防治流砂是可行的

3.1工程概況

上海魯迅紀念館改擴建工程，位于上海甜愛路100號，總建筑面積4863M2，2層框架結構，300×300mm截面預制樁基，條形基礎，有375 M2的1 層地下室。

工程地質狀況：地表層為厚1.50m左右的雜填土層，第2層砂質粉土層厚達10ｍ多，地下水位在自然地面以下0.50ｍ, 條形基礎及箱型地下室均位于典型的流砂土層（砂質粉土）之上，該工程的預制樁為防地震基土液化而設計, 土方挖掘時必須采取防治流砂的措施。

3.2 條形基礎土方開挖

條基土方開挖深度為1.80ｍ，土方采用機械挖掘，邊坡人工修整，坑內集水井排水，基槽邊坡坡度按滿足Ｌ>

復合土工膜（復合防滲膜）分為一布一膜和兩布一膜，寬幅4-6m，重量為200—1500g/平方米，抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標高，產品具有強度高，延伸性能較好，變形模量大，耐酸堿、抗腐蝕，耐老化，防滲性能好等特點。能滿足水利、市政、建筑、交通，地鐵、隧道、工程建設中的防滲、隔離、補強、防裂加固等土木工程需要。常用于堤壩、排水溝渠的防滲處理，以及廢料場的防污處理。