管涌处理技术研究

管涌处理技术研究

摘要 ：管涌是指在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙道中发生移动并被带走的现象。形成原因是在河道或水库高水位的水头作用下，土体内的细颗粒被土体内流水带至出口流失，随着流失土粒逐渐增多，流速增大，较粗颗粒也逐渐流失，便会贯穿成连续通道形成管涌。

管涌出现在堤坡与堤脚的形式有一定差别，本文所涉及的工程距湘江300余米，多数管涌出现在基槽底部，初期特征是地表出现浑水沙眼，后期如泉水上涌。

管涌的抢护原则为临截背导，导压兼施，降低渗压，防止渗流带出泥沙。

关键词：管涌、雨季、深基坑 一、管涌研究背景

本文以长沙新河三角洲某住宅工程为实例进行研究（7栋建筑高度为105.30～125.60米的住宅楼，下部为连成整体的两层车库，基底标高从-4.10m至-9.15m不等，基础形式为长螺旋钻孔灌注桩及预应力管桩，基底土质为人工填土、粉质粘土及粉砂层，渗透系数分别为7.5×10-5 、5.7×10-5、6.2×10-3cm/sec，粉砂层及其下部的圆砾层均为强透水性地层，有利于管涌的形成）。

土方及基础施工阶段为汛期，湘江水位较高，最高水位已达到绝对标高39m以上（历史警戒水位为38m）,基槽下挖至-3.6m（绝对标高为29.55m）进行桩基施工过程中管涌不断。

二、详细科学技术内容

1、总体思路

工程位置距湘江300m左右，多数管涌出现在基槽底部，初期特征是地表出现浑水沙眼，后期如泉水上涌。

管涌的抢护原则为临截背导，导压兼施，降低渗压，防止渗流带出泥沙。

桩及土方施工阶段处于当地汛期，处理方法主要采用堵、围、盖等措施，主要目地是不影响桩施工及桩间土方开挖。

基础施工阶段，潜水水位及水量下降，此阶段对于基底管涌的处理方法采用滤沙、外排的措施，主要目的是减少基底积水，保证基础钢筋及混凝土的施工要求。

2、技术方法

（1）土方及桩基施工过程中的管涌处理方法

对于较小流量的管涌可直接打木桩封堵出水口（见图一），如无法完全封堵涌水需在出水口周边用砂袋筑围堰（见图二），高度根据出水量确定，一般0.3m以上，形成一个蓄水池，以保证涌水不流走，蓄水抬高池内水位，以减小监背水位差，此法适用于监背水位差小、高水位持续时间短的情况。

如涌水量较大，木桩封堵及蓄水无法完全阻止管涌，则需要根据实际情况采取在围堰内铺塑料布、填砂石等措施（见图三），其治理原则是保证泥沙不随涌水流失。

图一：较小流量的管涌处理措施

图二：管涌周边用砂袋筑围堰

图三：围堰内铺塑料布、填砂石

（2）基础结构施工过程中的管涌处理方法

桩基础施工完成后进行开挖桩间土及桩头处理工作，此阶段已进入汛期后期，湘江水位已下降至正常高度，降雨量相对减少，但随着基槽开挖深度的增加，局部的管涌及槽内积水对工程进度的影响也较大。由于基槽最深部位为各住宅楼电梯集水坑，其开挖过程中管涌出水和槽底积水均汇集到此部位，因此只封堵管涌无法保证住宅楼基础结构的正常施工，针对这种情况，将治理管涌与槽底明沟排水措施相结合，其基本流程为：在底部多挖深600mm——在基坑角部设置1台潜水泵（潜水泵型号为WQ30-20-3KW），潜水泵放置在钢筋笼内，接引电源线及出水管抽水——在钢筋笼周边堆砌一道碎石袋，然后在电梯集水井基槽区域内回填碎石过滤层600mm到设计垫层底标高，碎石粒径大于20mm——在碎石滤水层上铺塑料布（或彩条布）——集水坑周边下部砌筑矮墙来稳固土体——浇筑坑底及坡面混凝土垫层——连续抽水并施工基础筏板结构。此做法的基本原则是在保证泥沙流失的前提下将涌水及汇集的积水排出槽外，保证正常施工。（具体示意见图四）

图4：基础管涌处理方法示意图

由于基槽面积较大，电梯基坑内的积水先通过潜水泵排到基槽明沟排水系统，然后再利用基槽潜水泵将水统一排至槽外；

潜水泵的数量根据基槽内的出水量确定，如果出水量较大，应在基槽另一侧设置集水井增加潜水泵；

排水系统应持续工作，结构混凝土浇筑前需保证垫层上无明显积水；

与商品混凝土供应站联系，此部位采用塌落度较低（120mm-140mm）不掺加缓凝剂的混凝土，以减少混凝土在水中浇筑时受到的影响及初凝时间；

确保混凝土供应量，保证此部位混凝土浇筑能够连续进行，避免出现分层，浇筑时从基坑的一侧集中下料，将积水逐步排出；

混凝土要求分层浇筑，各层表面如果被积水侵蚀严重应下人将表面浮浆铲除。

3、实施效果

通过采取了适当的处理措施，有效的控制了槽内各种管涌的发展，即保证了湘江大堤的安全又为工程的顺利进展创造了条件，使项目顺利完成了阶段目标。

三、与同类技术的综合比较

管涌形成及处理方法多种多样，本工程不同阶段采取的处理方法是在综合考虑了出水部位、涌水特点及施工要求的前提下制定的针对性较强的措施，达到了良好的实施效果。

此工程从土方开挖、桩基施工到基础结构施工过程处理大小管涌数十处，时间跨度约4个月，其间共使用石子285m3，编织袋6000条，圆木80根，水泥4吨，砂子40m3，实施效果较为明显，同区域相邻工程中参照使用了此方法。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。