管涌问题与防治

三、管涌问题与防治

（一）管涌

当基坑底面以下或周围的土层为疏松的沙土层时，地基土在具有一定渗透速度（或水力坡度）的水流作用下，其细小颗粒被冲走，土中的孔隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路，从而掏空地基或坝体，使之变形、失稳，此现象即为管涌，如图4-19所示。

图4-19　管涌产生示意图

（a）斜坡条件时；（b）地基条件时

国内外学者对管涌现象进行了广泛的研究，得到了许多计算方法。这里仅介绍一种较简便可行的计算方法。

当符合下列条件时，基坑是稳定的，不会发生管涌现象：

式中 I——动水坡度；

I c——极限动水坡度，

G s——土粒比重；

e——土的孔隙比。

（二）产生管涌的条件

管涌多发生在沙性土中。沙性土的特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且互相连通；其颗粒多由重度较小的矿物组成，易随水流移动，有较大和良好的渗流出路。产生管涌的具体条件如下：

（1）土中粗、细颗粒粒径比＞10。

（2）土的不均匀系数＞10。

（3）两种互相接触土层渗透系数之比K 1/K 2＞2。

（4）渗流的水力坡度大于土的临界水力坡度。

（三）管涌的防治措施

（1）增加基坑围护结构的入土深度，使地下水流线长度增加，降低动水坡度，对防止管涌现象的发生是有利的。

（2）人工降低地下水位，改变地下水的渗流方向。

当基坑面以下的土为疏松的沙土层时，而且又作用着向上的渗透水压，如果由此产生的动水坡度大于沙土层的极限动水坡度时，沙土颗粒就会处于冒出状态，基坑底面丧失，要预防这种管涌现象（图4-20），必须增加地下墙的入土深度，增加流线长度从而降低了动水坡度，因而增加入土深度对防止管涌现象的发生是有利的。

图4-20　由地下水水位差引起的管涌