流沙對(duì)沉井施工的影響

1、1流沙對(duì)沉井施工的影響流沙對(duì)沉井施工的影響在城市基礎(chǔ)設(shè)施及基礎(chǔ)建設(shè)的施工中，我們經(jīng)常遇到混凝土小室的工程。由于市區(qū)的施工受到地下大型管道、建筑物等障礙的影響，不能大開(kāi)挖施工，給設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)很大的難度，經(jīng)多種方案論證，將沉井施工技術(shù)應(yīng)用到了熱力小室的施工中。沉井下沉是沉井施工階段的主要施工過(guò)程，就我國(guó)目前土建施工技術(shù)和施工裝備水平看，采用排水法控制沉井下沉，是比較理想的施工方法。因?yàn)樵撌┕し椒▌趧?dòng)條件好，挖土準(zhǔn)確，容易控制和糾偏，土層中

2、如有障礙物則易發(fā)現(xiàn)和排除，且能直接檢查地基土質(zhì)情況，可進(jìn)行干封底。采用這種施工方法，沉井在下沉過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)沉井突沉、偏斜、下沉過(guò)慢和不下沉等現(xiàn)象。而出現(xiàn)這些現(xiàn)象，往往與沉井所處土質(zhì)和發(fā)生的“流沙”有關(guān)。發(fā)生流沙時(shí)，土完全失去承載力，不但造成施工困難，而且流沙嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基礎(chǔ)邊坡塌方，附近建筑物會(huì)因地基被淘空而下沉，傾斜，甚至倒塌。因此，預(yù)防和處理流沙，在沉井施工中具有十分重要的作用。根據(jù)分析，流沙一般出現(xiàn)在如下土層：（1）土層中亞

3、黏土或粉沙層厚度＞25cm以上；（2）在粉沙土層中，黏土顆粒含量＜10％，粉粒含量＞75％的土層；（3）土的含水量＞30％；（4）土的孔隙率＞43％.地下水動(dòng)水壓力的水力坡度愈大（即水位差愈大）愈容易發(fā)生流沙。一般在可能發(fā)生流沙土層挖土深度超過(guò)地下水位0.5m時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)流沙。2處理流沙的施工方法處理流沙的施工方法土在一定條件下轉(zhuǎn)化為流沙。如果改變動(dòng)水壓力的大小和方向，或者設(shè)法改變沉井刃腳外圍上下土質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)，又可將流沙轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定土

4、。在沉井施工中處理流沙的途徑有3種：一是設(shè)法減小動(dòng)水壓力，二是設(shè)法使動(dòng)水壓力向下，三是化學(xué)固結(jié)形成防滲帷幕。2.1減小動(dòng)水壓力的施工方法減小動(dòng)水壓力的施工方法2.1.1爭(zhēng)取在全年最低水位季節(jié)施工如果在地下水位以下的土質(zhì)屬上述4種可能發(fā)生流沙的土質(zhì)，則可以爭(zhēng)取在全年最低水位季節(jié)施工。因?yàn)榈叵滤坏蜁r(shí)，沉井內(nèi)外水位差小，所以動(dòng)水壓力減小。即在沉井下沉施工過(guò)程中也就不易發(fā)生流沙，至少也可以減輕流沙，從而達(dá)到順利施工的目的。2.1.2擲大塊石在

5、沉井下沉施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)了流沙，沉井下沉緩慢甚至不下沉，往往首先向井底拋下大石塊，來(lái)增加土的壓重，減小動(dòng)水壓力。先減小或阻止流沙出現(xiàn)，然后即組織搶挖，使挖土速度超過(guò)冒沙速度，迫使沉井繼續(xù)下沉，挖至標(biāo)高后立即鋪設(shè)蘆席并拋大石塊把流沙壓住，此法用以解決局部或輕微流沙是有效的。如果井內(nèi)冒沙較快，土完全失去承載力，則拋入井內(nèi)的石塊就會(huì)沉入井內(nèi)的土中，無(wú)法阻止流沙。2.1.3水下挖土在沉井下沉過(guò)程中，如果出現(xiàn)了流沙或采用上述方法處理效果不理想

6、，這時(shí)可采用不排水法施工。即使沉井內(nèi)外在同一高度（同一高程）上，在井內(nèi)利用潛水挖土或用機(jī)械抓斗進(jìn)行水底作業(yè)挖土，使井內(nèi)水壓與井外地下水壓相平衡，阻止流沙產(chǎn)生，從而使沉井繼續(xù)下沉。2.2使動(dòng)水壓力向下的施工方法使動(dòng)水壓力向下的施工方法在沉井下沉施工過(guò)程中出現(xiàn)了流沙，如果沉井所處位置地層的地質(zhì)情況和施工條件較好，可采用井點(diǎn)降水施工方法。井點(diǎn)降水主要是降低沉井外地下水位，使其動(dòng)水壓力方向朝下，因而也就較有效地整治流沙。此法采用較廣，但是如果井

7、點(diǎn)施工質(zhì)量不良，井點(diǎn)降水將會(huì)失效，會(huì)給工程和附近建筑物沉降帶來(lái)不良影響。硅化加固。該法是在透水性較大的土中，利用一定的壓力將漿液通過(guò)一根下端帶孔的管子注入土中，使土中的硅酸鹽達(dá)到飽和程度。硅酸鹽在土中分解形成凝膠變?yōu)楣虘B(tài)膠結(jié)物，把土粒膠結(jié)起來(lái)，也可分別注入硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液。氯化鈣溶液的作用主要是促進(jìn)硅膠的形成，其反應(yīng)Na2nSO2＋CaCl2＋nH2O→nSO2（m－1）H2O＋Ca（OH）2＋2NaCl，所生成的是凝膠氫氧化鈣和

8、氯化鈉。硅化加固的效果與所用的化學(xué)溶液的濃度、土的透水性及壓力有關(guān)。對(duì)于滲透系數(shù)在110－6mmin～110－5mmin的土應(yīng)用本法加固。如果滲透系數(shù)小于110－5mmin的黏性土，則具有壓力水玻璃溶液難以注入的孔隙中，那就要借助于電滲作用，使水玻璃液能進(jìn)入土的孔隙中。施工時(shí)，先在沉井兩邊土中打入兩個(gè)電極（即兩根金屬管子），然后將水玻璃溶液和氯化鈣溶液先后由陽(yáng)極（下端有金屬管子）壓入土中，通以電流，使溶液在土中電滲，這種加固方法稱(chēng)為電動(dòng)