工程桩发生管涌的原因主要包括以下几个方面:
1. 土壤条件:当土壤中含有较多的细颗粒,并且土壤结构松散时,如粉土、砂土等,容易发生管涌。特别是在土壤级配缺少某些中间粒径的非粘性土壤情况下,更易于发生管涌现象。
2. 水力条件:当上游水位升高或堤外河道涨水,导致出逸点渗透坡降大于土壤允许值时,渗流作用会增强。如果渗透压力大于土壤的有效应力,水流就会携带土壤中的细颗粒一起流动,从而形成管涌。
3. 工程结构因素:工程结构设计不合理也会增加管涌发生的风险。例如,基础土层中含有强透水层而上面覆盖的土层压重不够,或者工程防渗、排水设施效能低甚至损坏失效,都可能导致管涌的发生。如果背水坡面过陡、堤身单薄等,也会加剧管涌的风险。
4. 地质条件与施工影响:在某些地质条件下,如深厚砂卵石基础,夹有粉细砂,透水性强,也易发生管涌。施工过程中的变更或不当操作,如开挖深度超过设计预期,也可能触发管涌现象。
工程桩管涌的发生是多种因素共同作用的结果,包括土壤条件、水力条件、工程结构以及地质条件和施工影响等。在预防和治理管涌时,需要综合考虑这些因素,采取相应的措施来确保工程的安全稳定。