当基坑开挖到地下水位以下时,有时坑底土会进入流动状态,随地下水涌入基坑,这种现象称为流砂现象。此时,基底土完全丧失承载能力,施工条件恶化,严重时会造成边坡塌方,甚至危及邻近建筑物。
产生流砂现象的原因有内因和外因:
内因:取决于土的性质,当土的孔隙比小、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数较小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此,流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中,但是否发生流砂现象,还取决于一定的外因条件。
外因:是地下水在土中渗流所产生的动水压力(渗流力)的大小。
防治流砂的主要途径有,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:
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。
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。
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)打人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人基坑内的渗流路径,减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产生。
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,可有效防止流砂的发生。因此,此法应用广泛且较可靠。
此外,采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等,阻止地下水流人基坑,以防止流砂发生。
资料拓展:流沙防治原理:
减少或消除基坑内外地下水的水头差,例如采取先在基坑范围外以井点降低地下水后开挖,或在不排水基坑内以抓斗等工具进行水下挖土等施工方法。
增长渗流路径,例如沿坑壁打入深度超过坑底的板桩,其长度足以使受保护土体内的水头梯度小于临危梯度。
在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力(此法多用于闸坝下游处)。
参考资料:百度百科流砂 (语言,建筑,土木)
流沙现象产生的原因是:砂子在地下遇到水,在水的压力发生变化的情况下,水发生了流动,这样砂子跟水一起发生了流动。
由于地下水的水力坡度大,即动水压力大,且动水压力的方向与土的重力方向相反,土不仅受水的浮力,而且受动水压力的作用,有向上举的趋势。当动水压力等于或大于土的浸水密度时,土颗粒处于悬浮状态,发生流砂现象。
陷入流沙的人一般都动不了,密度增加以后的沙子粘在掉进流沙里的人体下半部,对人体形成很大的压力,让人很难使出力来。
沙粒堆积起来,使其有了看似稳定的表面,但即便是承受很小的压力,流沙的整体框架便会立即塌陷。浓厚的“沙浆”堆积在底层,它能粘住所有的物体,使其动弹不得;而流沙中的超细颗粒更是危险——它使流沙具有使人致死的巨大夹紧力。
扩展资料:
在流体力学中,流沙被归为膨胀性流体,也就是说剪力越大,流沙抵抗剪切运动的粘性也就越大。这是为什么要用吊车才能把人拉出来的原理,就是因为粘性增大,流沙阻碍人向上运动的力也就增大了。
当人越动的厉害的时候,粘滞阻力也就越大,那么下降的作用就减缓了,至多是觉得身上承受的压力变大,不至于越沉越快, 并对此提出质疑。
地面振动产生的力可以增加浅层地下水的压力,从而使沙子和淤泥沉积发生液化。液化的表面不再具有支撑能力,因此地面上的建筑物或其他物体会发生下沉或倒塌。
振动和水形成的障碍减小了沙粒之间的摩擦力,使得沙子变得像液体一样。为了弄明白流沙,您先要了解液化过程。据犹他州地质调查局介绍,土壤液化时,就变得和流沙一样失去了支撑力,并且表现得像粘性液体而不是固体。在地震过程中,液化会造成建筑物大幅度沉入地下。
参考资料来源:百度百科——流沙