淺析水工建筑的基坑開挖施工技術

王 爽

近年來，水利建筑工程數量不斷增多，規模日益擴大。在水利工程施工過程中，基坑作為主要施工項目，與整個工程的施工質量存在直接聯系，良好的基坑施工質量能夠提高水工建筑工程的質量，延長工程的使用壽命。因此，建筑企業要高度重視基坑開挖施工工作，了解行業內先進的基坑開挖施工技術，根據承接的水工工程建設需求采用科學的坑基開挖施工技術，為水工建筑后期施工工作的順利開展提供保障，提高整體的施工質量，帶動建筑業的健康發展。

1 水工建筑中常見的地基土質及其重要性

建筑企業在開展水工建筑施工工作時，可能會遇到巖石地基、礫石地基、土壤地基等不同的建筑地質類型。水工建筑在實際施工時，由于施工規模較大，使用到的機械設備數量較多，采用的施工技術類型較多，因此容易受到外界因素的干擾。如果施工團隊沒有對不利因素進行科學分析，可能會使得水工工程在施工時出現不同類型的缺陷。在實際施工過程中，施工企業要重視地基的施工工作，打牢基礎，根據當地的地質狀況，選擇合適的地基施工技術，這樣才能提高水工建筑的施工質量[1]。施工人員要安排專業的地質人員對周圍的地質狀況進行勘察，并在地基周圍安裝防護措施，提高地基結構的穩定性。在基坑施工時，引入行業內最新研發的基坑開挖技術，根據基坑開挖的面積設置好工程樁，工程樁的間距要按照行業標準來設定，確保基坑內所有的工程樁都安裝完好。根據工程建設的要求選用合適的施工技術，不同施工階段的工作人員協作，確保水工工程能夠在規定時間內完工，既能保證施工的進度，又能保證施工質量[2]。

2 水工建筑中的巖基開挖

2.1 選擇合理的巖基安全支撐結構

水工建筑巖基根基開挖工作中，需要將巖基地基開挖的深度控制在合理的范圍內。開挖基坑時，巖基類型的基坑周圍存在邊坡，如未選用合適的基坑開挖技術，可能會在施工時產生嚴重的塌陷事故，需高度重視施工過程中可能發生的塌陷風險。要在基坑邊坡安裝合適的安全支護裝置，提高邊坡結構的穩定性和牢固性，確保工程施工順利進行。

2.1.1 板樁支撐

施工團隊在地基周圍采用板樁支撐結構，能夠有效分散土壤對邊坡的壓力，使得基坑在施工時，即使遇到雨季也不會在基坑內部產生大量的雨水堆積現象。使用板樁支撐結構能夠加固地基的邊坡，為后期施工工作的順利開展提供保障，避免在后期施工時因施工人員操作不當而產生位移。對于板樁支撐結構施工工作而言，其主要的施工原材料是鋼筋混凝土板和鋼板樁[3]。

由于鋼板樁有波浪型和平板型2 種，施工團隊需要根據地基的施工狀況、使用類型以及土壤地質結構選擇合適類型的鋼板樁。與平板型鋼板樁相比，波浪型鋼板樁自身的抗折能力較強，同時也存在良好的防水性能，安裝工作較為簡單，適用于地基開挖較深且邊坡受到壓力較大的地基施工中。施工人員可以將板樁支撐結構單獨安裝在基坑周圍，與其他類型的支撐結構聯合使用，提高地基和邊坡的抗壓能力，保證內部結構穩定，確保水工建筑基坑施工工作的質量符合要求。

2.1.2 水泥擋土墻支撐

如果施工單位需要在地基周圍設置水泥擋土墻，在坑基邊坡施工時就要將水泥注入地基中，然后在地基內攪拌水泥，這樣就能夠在邊坡的四周形成水泥擋土墻，保證地基基坑邊坡在施工時能夠有穩定的內部結構。

在實際施工過程中，首先要分析地基周圍的土壤狀況，根據分析的結果合理設置水泥的注漿孔，布置好水泥注漿管道后在第一時間內向地基內注入水泥。水泥注入的同時對水泥進行均勻攪拌，只有將水泥和周圍土地的邊坡進行同時攪拌，才能和土地一同形成水泥墻體[4]。水泥擋土墻支撐結構主要應用在土質較為松軟且地基橫截面較小的地基施工工作中，如果地基施工的深度大于7 m，則無法發揮水泥擋土墻支撐結構的支撐效果。

2.1.3 澆筑樁支撐

對比其他的支撐結構施工工作，澆筑樁支撐結構施工工作相對簡單，工作人員能夠在最短時間內使用混凝土進行澆筑，成本較低，操作簡單。在施工時，根據實際的基坑施工狀況合理控制混凝土澆筑樁的數量，根據地基的施工形狀合理布置澆筑樁的支撐排數，必要時可以加入添加劑，保證混凝土澆筑的效果，調節混凝土澆筑樁的應用效果，提高工程的施工質量。

2.1.4 錨噴網支撐

在選用錨噴網支撐施工方法時，需要將錨桿、鋼絲、混凝土噴層和坑邊巖土等利用合適的施工技術連成一個整體，通過這個整體對基坑周圍的邊坡進行防護支撐。錨噴網支撐結構施工的流程比較簡單，需要投入的資金比較少。錨噴網支撐現場如圖1 所示。

圖1 錨噴網支撐

2.2 選擇基坑開挖方法

不同基坑開挖方法存在一定的差異。在實際施工工作中，施工團隊需要根據水工建筑地基開挖周圍的地質狀況和工程的使用需求，選擇合適的基坑開挖方法，這樣才能為水工建筑地基施工工作的順利開展提供保障。在巖基基坑開挖工作中，爆破法是使用最多的開挖方法之一。施工團隊在選用爆破法時，需要根據爆破的范圍合理控制爆破工具的使用和炸彈的使用量。

在需要爆破區域的四周安裝防護裝置，不僅能夠為順利開展基坑開挖工作提供保障，還不會破壞周圍的建筑物和施工環境。此外，根據不同的地質條件選擇合適的爆破方式，如果地基開挖的巖層結構是壩基巖石，則應當選用階段分層爆破方法。如果是水平基面，則應當選用分層爆破方式，而光面、預裂的爆破方式主要用于邊坡輪廓面的基坑開挖工作中[5]。

3 軟基開挖技術在水工建筑建設中的應用

3.1 淤泥軟基開挖

水工建筑施工團隊在地基施工過程中可能會遇到淤泥軟基。淤泥軟基主要包括爛淤泥、稀淤泥和夾砂淤泥3種類型，根據不同的淤泥軟基類型，施工團隊需要采用針對性的開挖技術才能保證軟基施工工作的質量。

3.1.1 爛淤泥軟基

施工團隊在施工時，如果遇到爛淤泥軟基，需要根據地基的實際狀況選擇合適的地基開挖工具，安排專業人員對地質狀況進行勘測，在精準信息數據的基礎上選擇合適的地基開挖地點。在開挖時選用鐵叉作為主要工具，這樣就能夠確保開挖地基時爛淤泥不會大量附著在開挖工具上，提高了地基開挖的效率。開挖工作應由邊緣向中間進行，先挖掘爛淤泥軟基的邊緣，當邊緣挖到堅硬土壤后停止挖掘，然后以邊緣挖出的堅硬土壤為中心，向四周根據前期設定好的地基面積進行開挖[6]。

3.1.2 稀淤泥軟基

對于稀淤泥軟基開挖工作，首先要根據稀淤泥的實際狀況適當增加干砂，在稀淤泥內撒入干砂以后對稀淤泥進行擠壓，確保撒入稀淤泥內的沙土變得堅硬，這樣才能為稀淤泥軟基開挖工作的順利進行提供保障。如果稀淤泥軟基深度較淺且面積較大，那么應當在加入干砂的基礎上構建多個堅硬的沙埂，在每條沙埂上都安排施工人員進行開挖，提高施工的效率。如果稀淤泥的深度較深且面積較大，就需要在整個稀淤泥的四周撒上干砂，確保稀淤泥軟基的四周變硬，做成圍梗。將稀淤泥軟基的區域根據其特點進行劃分，安排專業施工團隊選擇合適的工具進行開挖。

3.1.3 夾砂淤泥軟基

施工團隊在遇到夾砂淤泥軟基時，如果淤泥的深度較薄，可以在夾砂淤泥表面撒上一層砂石，待淤泥和砂石完全融合且干燥以后，再在砂層表面進行夾砂淤泥的地基開挖工作。首先應當挖掉下層的淤泥，當下層淤泥挖到堅硬的地質層后便停止地基開挖工作。整個地基開挖工作應當一層一層地進行，開挖時根據淤泥夾砂率選擇合適的開挖工具，避免因工作人員操作不當給后期的挖掘工作造成不便，提高挖掘的質量。

3.2 流沙軟基開挖

建筑企業在開挖地基時，一般會選用明式排水法，選用這個方法會產生較大的水力坡降，使得地基在開挖過程中出現滲流現象，部分水流攜帶著地基底部的砂石向上冒出，或者在地基的4 個邊坡上產生管涌現象，造成部分的砂石土壤流失。

通常，施工團隊在開挖非黏性土壤時，遇到流沙現象的可能性較大。在治理流沙軟基時，施工團隊需要排出土壤內含有的大量流沙，如果部分流沙無法有效排出，可以選用合理的排水工具排出流沙層中的水分，將流沙層的含水量控制在一定范圍內，保證含水量與水力坡度相吻合。

當遇到坑底翻出流沙或者冒出大量水分時，可以根據地基的開挖面積，在較低的合適位置挖出一定深度的流沙坑，在竹筐或者柳條筐頂端拴上繩索，將筐沉入開挖好的沉沙底坑中，一旦竹筐完全沒入沙坑內，大量的水便會進入框內，而砂石便會被阻隔在竹筐外部，采用抽水機便可將竹筐內的水完全排出，重復操作便可排出大量水分。在施工時遇到背面流沙軟土地基時，流沙層一般較薄，地基四周的邊坡要將放坡的比例控制在1 ∶8 以下，根據地基的使用需求合理擴大開挖面積，在保證開挖質量的基礎上投入足夠的人力、物力和財力。如果流沙軟土地基開挖的深度較淺且開挖面積較小，可在四周安裝防護圍欄[7]。

3.2.1 砂石護面

在選用砂石護面措施時，首先要在地基鋪面上鋪設一層粗砂，粗砂上層再鋪設小石子，無論是粗砂還是小石子的厚度要控制在8 cm 以下，這樣就能在兩層鋪設面之間形成反濾層。在地基的邊坡腳處開挖排水溝，用同樣的方法再設置一層反濾層，能防止地基在開挖時出現嚴重的滲水現象，避免部分泥沙被挾帶流出。

3.2.2 柴枕護面

在地基坡面上需要鋪設一層柴枕護面，護面的鋪設形式設置為爬坡式，坡腳也應當設置合理數量的排水溝，無論是地基坡面還是排水溝底，都要根據地基開挖的面積大小鋪設柴枕護面，確保地基受到雨水沖刷時不會產生大量泥沙流失現象。如果開挖的地基坡面長度較長，深度較深，在選用柴枕護面處理方法時，工作人員需要注意以下幾個方面。

第一，需要根據地基的開挖大小合理設置木樁的數量。第二，在坡面容易滲水的范圍內打入木樁。第三，木樁的間距范圍要控制在合理范圍內。第四，樁內疊鋪柴枕[8]。

3.3 泉眼治理

在實際施工時，施工團隊沒有關注地基的排水能力，遇到強降水時，基坑排水不暢，地下水從土壤表層穿出，透過土層流向地面，地基深層也會受到較大的水壓，導致被水擊穿，地下水流出，產生泉眼現象。泉眼發生的主要位置是基坑的地質鉆孔處，需要根據不同類型的泉眼水選擇治理方法。

如果泉眼流出的水較清，施工團隊只需利用輸水管道將清水引向挖好的給集井內即可。如果泉眼水較為渾濁，施工團隊需要在泉眼四周鋪上一層粗砂和石子，通過粗砂和石子能夠將渾濁的水過濾成清水，再通過流水管道將過濾后的水引向給集水井排出地基。

此外，絕大部分建筑物由混凝土澆筑而成，如果泉眼在混凝土建筑物底部，需要在泉眼正上方鋪設一層砂石過濾層，將空心鐵管插入過濾層內便可將泉眼內的水引至混凝土之外。

4 結語

在建筑工程施工工作中，基坑工程施工工作在整個工程施工中是非常重要的，坑基工程施工的質量直接關系著整個水工建筑的質量，高質量的基坑開挖施工工作能夠為水工建筑的施工工作順利進行提供保障，確保水工建筑能夠在后期使用中避免發生安全隱患，提高深基坑施工的安全性，延長建筑的使用壽命。

因此，建筑企業必須高度重視水工建筑的基坑開挖施工技術，關注行業內最新的開挖施工技術，根據水工建筑的施工需求和施工區域的土壤、地質和環境，選擇合適的基坑開挖施工技術。施工團隊在施工時要總結經驗教訓，科學設計基坑開挖方案，采用先進的開挖技術，制定完善的深基坑支護措施，在保證施工效率的基礎上，提高水工建筑的施工質量。