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摘要：在富含地下承压水的深基坑土方开挖过程中，一旦发生管涌，应立即采取有效的处理措施，对管涌进行处理，防止管涌扩大，减小基坑安全风险和项目工期、成本的损失。本文介绍了管涌的常规处理技术，并用项目实例介绍了管涌处理技术。
关键词：深基坑 管涌 处理 技术
引言：在地下水位较高或富含承压水的地区进行深基坑土方开挖，若地下水位控制不好极易发生管涌现象，一旦发生管涌不但给基坑稳定带来极大的安全隐患，同时也会造成一定的工期、成本损失。因此在基坑开挖前必须控制好地下水位，防止管涌发生。若管涌一旦发生应及时进行处理，以减少基坑安全风险和工期、成本损失。
一、管涌发生原理
基坑土层中上部土层为弱透水性的隔水层，下部为含有承压水的高渗透性的透水层，随着基坑土方的开挖，当上部的弱透水层的浸水土压力G’小于下层承压水的动水压力G时，即G’/G≤1.1。弱透水层的土颗粒便会悬浮失去稳定，下层动水压力就会破坏弱透水层中土层结构薄弱的地方，出现土体流动，土体中的小颗粒就会随着水流动，从而出现管涌。管涌若不及时处理，随着水的不断流动，管涌四周的土体会不断的塌陷，管涌面积会越来越大，从而给基坑稳定带来极大的安全隐患。
二、管涌处理措施
避免管涌的发生，基本原理就是减小透水层中的动水压力，使上部弱透水层的浸水土压力大于透水层中的动水压力，以保持弱透水层土体的稳定，而不发生管涌现象。但由于各项目的地质情况都比较复杂，不确定性较多，土方开挖前，很难准确计算，并采取措施避免管涌发生。
若基坑发生管涌，根据不同的情况可以采用不同的应对措施，处理管涌的主要原则是疏导为主，排、截、堵相结合。
动水压力较小，流量较小的管涌可以采用降水减压和注浆法直接处理。降水减压是采用降水措施降低透水层中的动水压力，以保证弱透水层的稳定;注浆是在发生管涌的位置采取双液注浆直接封堵管涌孔洞而不出现涌水的现象。
动水压力较大，且流量较大的管涌可以采用围井滤水、滤水压重等方法先将管涌孔洞口进行过滤，减少孔洞中的泥沙外流，防止孔洞继续扩大，保障基坑安全。然后采取降水或引流的措施降低动水压力和流量，在基坑稳定的前提下，再继续进行基坑土方开挖和结构施工。围井滤水是在管涌口处用砂袋进行围井，同时在井内铺填碎石等滤料，阻止管涌中的泥沙外流，而出现周边塌方和孔洞扩大;滤水压重是直接在管涌孔口堆压大密度的过滤材料，封住管涌孔口，阻止管涌孔中的泥沙外流，防止管涌孔洞扩大。
下面以某项目基坑管涌处理为例介绍管涌处理技术。
三、工程概况
某项目基坑面积约2550平方米。自然地面标高为黃海高程3.3米，基坑开挖至黄海标高-5.6～-8.3米，基坑开挖深度为8.9米至11.6米。基坑围护采用SMW工法桩，设两道混凝土支撑。基坑底标高如下图。
基坑开挖范围内的土层分布为：①杂填土、②淤泥、③淤泥混砂、④中砂、⑤卵石层。③淤泥混砂层垂直渗透系数2.4×10-5，④中砂、⑤卵石层垂直渗透系数4.63×10-2。④中砂、⑤卵石属强透水层，水量丰富，属承压水，承压水位标高为黄海高程-2.96～-2.01m，水头高12.59～25.32m。基坑开挖底标高位于③淤泥混砂层。
四、管涌发生情况
基坑土方开挖前根据当地的类似工程施工经验，没有采取降水措施，直接进行土方开挖。当土方开挖至-6.4米时，在面积约260m2的范围内，出现多处涌水点。项目部立即停止土方开挖，开始打井抽水，水井采用直径219钢管，井深12米，达到④中砂强透水层，先后打设降水井11口，管井中采用流量40m3/h潜水泵抽水，每天合计出水量约为2000立方米，但水位降低效果不明显。
管涌发生分析：根据地质报告及基坑开挖深度，基坑开挖后，坑底产生隆起或突涌的可能性按行标《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）附录C相关公式计算评价：
Kh----突涌稳定安全系数;Kh 不应小于1.1;
D----承压水含水层顶面至坑底的土层厚度;
γ----承压水含水层顶面至坑底土层的天然重度;
hw----承压水含水层顶面的压力水头高度;
γw-----水的重度;
以基坑最不利原则计算：
D：6.3m
γ：16.2 kN/m3
hw：12.59m
γw：10kN/m3
计算得：=0.7<1.1
根据以上计算结果：基坑会产生隆起或突涌，必须采取降水减压处理，方可保证基坑稳定，土方顺利开挖。
五、管涌处理
根据地下水丰富，管井降水效果不明显的特点，采用了降排相结合、滤水压重的方法，即保持已有管井继续降水，同时在管涌区域铺填碎石过滤压重，在碎石过滤层中设置集水坑，采用水泵将基坑中的水直接排出坑外，以满足地下室继续施工。具体做法如下：
基坑中所有管井持续降水，管涌区域的土方边挖边采用碎石回填压重。土方开挖深度超过原设计标高800mm，开挖后立即向基坑中重新回填700mm厚碎石，同时在避开墙体部位的基坑边，埋设长1.1米φ600mmδ=8mm的钢管作为集水井，钢管壁在碎石标高部位均匀钻φ20mm@50mm的泄水孔。集水井中采用潜水泵直接将水抽出坑外。碎石铺好后，在碎石层上铺一层塑料布作为隔水层，再浇筑200mm厚C30混凝土垫层。使碎石层成为管涌的过滤层和排水通道，管涌出水在垫层以下流入集水井中抽出。
由于地下水量较大，垫层浇筑后，垫层仍有局部渗漏情况。渗漏量较小的部位，待垫层有一定强度后使用快硬水泥进行封堵密实，使地下水通过垫层下碎石层流入集水井中。渗漏量较大的部位开槽引流，将水引流至集水井抽出，并在沟槽上覆盖钢板，使基坑垫层上无明水流动，以确保混凝土浇筑时水泥砂浆不流失，保障混凝土的浇筑质量。
底板施工期间，在每个集水坑上安装钢套管，钢套管顶标高高于基础底板面标高100mm，防止混凝土浇筑时混凝土进入集水坑，保持底板结构施工期间可以继续抽水。钢套管φ600mmδ=6mm，接长钢套管内、外侧分别焊接50mm高止水环，以保证后期集水井封堵时不出现渗漏。钢管下部周圈焊接100mm宽3mm厚的连接板，采用膨胀螺丝与垫层连接，然后采用快硬水泥将连接板周边密封严实，确保水流不向外渗漏，使基坑表面无明水流动。
安装好集水井的接长钢套管，保持坑内无明水流动后即可进行结构底板钢筋绑扎、混凝土浇筑等结构施工。
通过以上的措施处理后，基础底板结构施工期间，基坑内基本没有明水流动，顺利的进行了钢筋绑扎和结构混凝土浇筑，管涌处理效果良好。
六、结语
基坑开挖前要充分的研究地质报告，分析地下水位情况，并做好相应的降水措施，确保将地下水位降至土方开挖面0.5米以下方可开挖。若发生透水情况，应立即根据透水情况，采取切实可行的措施进行处理，以减小工期、成本等各方面的损失。
关键词：深基坑 管涌 处理 技术
引言：在地下水位较高或富含承压水的地区进行深基坑土方开挖，若地下水位控制不好极易发生管涌现象，一旦发生管涌不但给基坑稳定带来极大的安全隐患，同时也会造成一定的工期、成本损失。因此在基坑开挖前必须控制好地下水位，防止管涌发生。若管涌一旦发生应及时进行处理，以减少基坑安全风险和工期、成本损失。
一、管涌发生原理
基坑土层中上部土层为弱透水性的隔水层，下部为含有承压水的高渗透性的透水层，随着基坑土方的开挖，当上部的弱透水层的浸水土压力G’小于下层承压水的动水压力G时，即G’/G≤1.1。弱透水层的土颗粒便会悬浮失去稳定，下层动水压力就会破坏弱透水层中土层结构薄弱的地方，出现土体流动，土体中的小颗粒就会随着水流动，从而出现管涌。管涌若不及时处理，随着水的不断流动，管涌四周的土体会不断的塌陷，管涌面积会越来越大，从而给基坑稳定带来极大的安全隐患。
二、管涌处理措施
避免管涌的发生，基本原理就是减小透水层中的动水压力，使上部弱透水层的浸水土压力大于透水层中的动水压力，以保持弱透水层土体的稳定，而不发生管涌现象。但由于各项目的地质情况都比较复杂，不确定性较多，土方开挖前，很难准确计算，并采取措施避免管涌发生。
若基坑发生管涌，根据不同的情况可以采用不同的应对措施，处理管涌的主要原则是疏导为主，排、截、堵相结合。
动水压力较小，流量较小的管涌可以采用降水减压和注浆法直接处理。降水减压是采用降水措施降低透水层中的动水压力，以保证弱透水层的稳定;注浆是在发生管涌的位置采取双液注浆直接封堵管涌孔洞而不出现涌水的现象。
动水压力较大，且流量较大的管涌可以采用围井滤水、滤水压重等方法先将管涌孔洞口进行过滤，减少孔洞中的泥沙外流，防止孔洞继续扩大，保障基坑安全。然后采取降水或引流的措施降低动水压力和流量，在基坑稳定的前提下，再继续进行基坑土方开挖和结构施工。围井滤水是在管涌口处用砂袋进行围井，同时在井内铺填碎石等滤料，阻止管涌中的泥沙外流，而出现周边塌方和孔洞扩大;滤水压重是直接在管涌孔口堆压大密度的过滤材料，封住管涌孔口，阻止管涌孔中的泥沙外流，防止管涌孔洞扩大。
下面以某项目基坑管涌处理为例介绍管涌处理技术。
三、工程概况
某项目基坑面积约2550平方米。自然地面标高为黃海高程3.3米，基坑开挖至黄海标高-5.6～-8.3米，基坑开挖深度为8.9米至11.6米。基坑围护采用SMW工法桩，设两道混凝土支撑。基坑底标高如下图。
基坑开挖范围内的土层分布为：①杂填土、②淤泥、③淤泥混砂、④中砂、⑤卵石层。③淤泥混砂层垂直渗透系数2.4×10-5，④中砂、⑤卵石层垂直渗透系数4.63×10-2。④中砂、⑤卵石属强透水层，水量丰富，属承压水，承压水位标高为黄海高程-2.96～-2.01m，水头高12.59～25.32m。基坑开挖底标高位于③淤泥混砂层。
四、管涌发生情况
基坑土方开挖前根据当地的类似工程施工经验，没有采取降水措施，直接进行土方开挖。当土方开挖至-6.4米时，在面积约260m2的范围内，出现多处涌水点。项目部立即停止土方开挖，开始打井抽水，水井采用直径219钢管，井深12米，达到④中砂强透水层，先后打设降水井11口，管井中采用流量40m3/h潜水泵抽水，每天合计出水量约为2000立方米，但水位降低效果不明显。
管涌发生分析：根据地质报告及基坑开挖深度，基坑开挖后，坑底产生隆起或突涌的可能性按行标《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）附录C相关公式计算评价：
Kh----突涌稳定安全系数;Kh 不应小于1.1;
D----承压水含水层顶面至坑底的土层厚度;
γ----承压水含水层顶面至坑底土层的天然重度;
hw----承压水含水层顶面的压力水头高度;
γw-----水的重度;
以基坑最不利原则计算：
D：6.3m
γ：16.2 kN/m3
hw：12.59m
γw：10kN/m3
计算得：=0.7<1.1
根据以上计算结果：基坑会产生隆起或突涌，必须采取降水减压处理，方可保证基坑稳定，土方顺利开挖。
五、管涌处理
根据地下水丰富，管井降水效果不明显的特点，采用了降排相结合、滤水压重的方法，即保持已有管井继续降水，同时在管涌区域铺填碎石过滤压重，在碎石过滤层中设置集水坑，采用水泵将基坑中的水直接排出坑外，以满足地下室继续施工。具体做法如下：
基坑中所有管井持续降水，管涌区域的土方边挖边采用碎石回填压重。土方开挖深度超过原设计标高800mm，开挖后立即向基坑中重新回填700mm厚碎石，同时在避开墙体部位的基坑边，埋设长1.1米φ600mmδ=8mm的钢管作为集水井，钢管壁在碎石标高部位均匀钻φ20mm@50mm的泄水孔。集水井中采用潜水泵直接将水抽出坑外。碎石铺好后，在碎石层上铺一层塑料布作为隔水层，再浇筑200mm厚C30混凝土垫层。使碎石层成为管涌的过滤层和排水通道，管涌出水在垫层以下流入集水井中抽出。
由于地下水量较大，垫层浇筑后，垫层仍有局部渗漏情况。渗漏量较小的部位，待垫层有一定强度后使用快硬水泥进行封堵密实，使地下水通过垫层下碎石层流入集水井中。渗漏量较大的部位开槽引流，将水引流至集水井抽出，并在沟槽上覆盖钢板，使基坑垫层上无明水流动，以确保混凝土浇筑时水泥砂浆不流失，保障混凝土的浇筑质量。
底板施工期间，在每个集水坑上安装钢套管，钢套管顶标高高于基础底板面标高100mm，防止混凝土浇筑时混凝土进入集水坑，保持底板结构施工期间可以继续抽水。钢套管φ600mmδ=6mm，接长钢套管内、外侧分别焊接50mm高止水环，以保证后期集水井封堵时不出现渗漏。钢管下部周圈焊接100mm宽3mm厚的连接板，采用膨胀螺丝与垫层连接，然后采用快硬水泥将连接板周边密封严实，确保水流不向外渗漏，使基坑表面无明水流动。
安装好集水井的接长钢套管，保持坑内无明水流动后即可进行结构底板钢筋绑扎、混凝土浇筑等结构施工。
通过以上的措施处理后，基础底板结构施工期间，基坑内基本没有明水流动，顺利的进行了钢筋绑扎和结构混凝土浇筑，管涌处理效果良好。
六、结语
基坑开挖前要充分的研究地质报告，分析地下水位情况，并做好相应的降水措施，确保将地下水位降至土方开挖面0.5米以下方可开挖。若发生透水情况，应立即根据透水情况，采取切实可行的措施进行处理，以减小工期、成本等各方面的损失。