電力建筑施工中的深基坑施工技術(shù)

李東

（上海電力安裝第二工程有限公司，上海 201100）

0 引言

在電力建筑工程施工期間，需要對(duì)工程情況的各種因素進(jìn)行考量，電力建筑工程質(zhì)量決定著發(fā)電廠的運(yùn)行質(zhì)量，因此開(kāi)發(fā)建設(shè)單位需要高度重視建筑施工技術(shù)。作為施工中的核心工作，深基坑施工實(shí)施過(guò)程中，也應(yīng)該做好施工環(huán)境的勘察分析，綜合考量各類(lèi)工程因素，安排好施工期間的材料使用、基坑開(kāi)挖支護(hù)、池體施工、人員設(shè)備使用管理工作，因施工地區(qū)差異性較大，施工技術(shù)方案設(shè)計(jì)要切合工程實(shí)際，對(duì)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行有效管控。

1 電力建筑的深基坑施工技術(shù)簡(jiǎn)介

部分電力建筑施工受制于地域的限制，其初始的地基穩(wěn)固程度不符合相應(yīng)的工程標(biāo)準(zhǔn)，為了保證地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，確保地基的穩(wěn)定性，保障上層建筑結(jié)構(gòu)的施工安全和后期的質(zhì)量，因此就要采用相關(guān)的深基坑支護(hù)等施工技術(shù)。近年來(lái)，深基坑支護(hù)技術(shù)不斷的發(fā)展和成熟，形成一套有效的技術(shù)體系，在電力建筑施工中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。它的主要施工方式有錨桿支護(hù)技術(shù)與內(nèi)部支持方式、土釘墻支護(hù)、帷幕支護(hù)和地下連續(xù)墻體支護(hù)等。在當(dāng)下，電力行業(yè)特別是在發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，例如垃圾焚燒熱能發(fā)電以及傳統(tǒng)火力發(fā)電技術(shù)革新，對(duì)電力建筑的功能質(zhì)量也有了更高的要求，在之前很多不適宜開(kāi)展電力土建施工的地區(qū)現(xiàn)在受益于基坑支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新也可以進(jìn)行施工建設(shè)。當(dāng)前深基坑的支護(hù)施工因建筑高度的增加逐漸呈現(xiàn)出深度持續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)，因?yàn)楹芏嚯姀S建筑容納的發(fā)電設(shè)備，發(fā)電效率更高的機(jī)組占據(jù)空間更大，則地下層數(shù)可能會(huì)增加到2～3 層，而相應(yīng)的基坑開(kāi)挖深度會(huì)達(dá)到10～20m。在深基坑開(kāi)挖和支護(hù)的過(guò)程中會(huì)面臨較多的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，通常包括施工地質(zhì)的脆弱性，周邊工程設(shè)施的安全威脅，這些都讓支護(hù)技術(shù)變得更加復(fù)雜，而基坑支護(hù)的效果關(guān)乎著總體工程的順利開(kāi)展和竣工后的工程質(zhì)量，所以在施工技術(shù)方案上要有全局思想，結(jié)合工程實(shí)際，做好相應(yīng)的問(wèn)題應(yīng)對(duì)方案，以確保工程質(zhì)量安全。

2 電力建筑深基坑技術(shù)實(shí)施面臨的挑戰(zhàn)

2.1 工程環(huán)境復(fù)雜，技術(shù)難度高

電力建筑多在特別是發(fā)電廠多在人員稀少的偏遠(yuǎn)地帶建設(shè)，其地質(zhì)條件較為復(fù)雜，氣候環(huán)境、水文環(huán)境也較為惡劣，這些會(huì)影響基坑施工，也會(huì)提高施工技術(shù)的要求，對(duì)于施工材料、施工設(shè)備、施工人員素質(zhì)都是較大的挑戰(zhàn)?；谶@種情況，施工前期的勘察部門(mén)就要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況做好全面的勘測(cè)和分析，在地質(zhì)較為松軟的地區(qū)，深基坑下沉的情況更加明顯，為保證基坑整體穩(wěn)固，較適當(dāng)加大基坑的深度，而過(guò)深基坑的開(kāi)挖和后續(xù)的工作技術(shù)難度較大，這是基坑承壓性能必須過(guò)關(guān)，基坑內(nèi)就應(yīng)當(dāng)澆筑鋼筋混凝土，防止基坑下陷。同時(shí)，因?yàn)樯罨邮┕さ钠谙揲L(zhǎng)，跨越了各種天氣時(shí)段，當(dāng)雨雪等天氣也會(huì)干擾基坑的正常施工。

2.2 基坑開(kāi)挖深度情況多變

在用電需求只增不減的情況下，要實(shí)現(xiàn)單一發(fā)電機(jī)組將承擔(dān)更大的發(fā)電任務(wù)需求，機(jī)組的體積占用就會(huì)更大，就要對(duì)電廠建筑的體積進(jìn)行擴(kuò)容，而受制于建設(shè)用地面積的紅線約束，單位面積的土地利用效率也要持續(xù)提升，這就要求電力建筑的高度在不斷增加，而占地面積相應(yīng)的減小，這樣的高層建筑對(duì)基坑施工有了更高的標(biāo)準(zhǔn)，它既要滿(mǎn)足建筑的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，還要能夠開(kāi)辟一部分地下空間來(lái)放置相應(yīng)的電力設(shè)備，地下空間的高度通常在2～3m 的范圍內(nèi)，但是在面臨電力總需量持續(xù)攀升的矛盾時(shí)，電廠建筑的單位空間使用率也在進(jìn)一步提高，這就要求基坑的高度要繼續(xù)增加[1]，有時(shí)甚至達(dá)到原有建筑基坑深度的2 倍以上，這就對(duì)基坑開(kāi)挖技術(shù)帶來(lái)的新命題，也倒逼工程施工方不斷研發(fā)創(chuàng)新基坑施工技術(shù)適應(yīng)當(dāng)前電力建筑施工的需要。

3 當(dāng)前主流建筑工程深基坑施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

①排樁與地下連續(xù)墻面的砌筑。在第一項(xiàng)工程中，其類(lèi)型主要有鋼制管狀、預(yù)制混凝土型、鉆孔灌漿注入型和加強(qiáng)筋與水泥土混合型等，上述幾類(lèi)的排樁的適合施工范圍是在深基坑內(nèi)外側(cè)的墻壁安全防護(hù)級(jí)別在1 級(jí)和3 級(jí)之間，若地質(zhì)較為松軟，那么電廠土建地基內(nèi)部的懸臂長(zhǎng)度要縮減至5m 以?xún)?nèi)，若地下水的高度超過(guò)了基坑的底部，就要采用排水、排樁和加裝堵水帷幕和第二種施工方式；②泥土墻支護(hù)方法，它是依靠自身較大質(zhì)量和較強(qiáng)剛度去支撐墻壁的重力擋墻。它的類(lèi)型有深層攪拌式和高壓旋噴式兩種，適用的基坑安全防護(hù)等級(jí)較排樁型低，一般是1～2 級(jí)。此種方式的作業(yè)中，還要使用原型拱柱與重力強(qiáng)擋土的技術(shù)，它在具有圓拱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部建筑空間中實(shí)用性較強(qiáng)，同時(shí)它還可以更均衡地分擔(dān)外部壓力，只讓接觸面應(yīng)力的管控范圍下，能夠有效防止基坑結(jié)構(gòu)的形變，確保土地的穩(wěn)固，減少塌陷的概率，在工程成本上具有較大的優(yōu)勢(shì)；③鋼板樁型的支護(hù)施工，這種方式在近幾年多用的是進(jìn)口材質(zhì)，它在剛強(qiáng)度、硬度等性能上表現(xiàn)優(yōu)異，同時(shí)能夠反復(fù)使用，切合的性能較高，一般有9m、12m、15m 的長(zhǎng)度可以選擇，而厚度（寬度）大約是40cm，應(yīng)用兩個(gè)鋼板樁之間的位置校對(duì)方法，能夠讓兩樁之間緊密的對(duì)接，防止水滲入基坑。同時(shí)板樁本身有剛度，在地基內(nèi)的插入的部分可以有效抵擋來(lái)自基坑外的土質(zhì)結(jié)構(gòu)壓力。在電廠土建工程的應(yīng)用中，如沒(méi)有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，那么受到其自身的剛度性能約束，基坑的深度保持適當(dāng)?shù)纳疃龋荒苓^(guò)大，若過(guò)深則容易導(dǎo)致剛度不足以支撐外力而形變，或者受到外力作用發(fā)生偏移，已出現(xiàn)安全事故；④土釘支護(hù)技術(shù)，此技術(shù)的主要作用在于能夠極為有效增強(qiáng)深基坑邊坡的穩(wěn)固作用，其原理在于邊坡的土體和釘相互結(jié)合后其獨(dú)特的表層結(jié)構(gòu)會(huì)形成很強(qiáng)摩擦力，是阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的有效力量，能夠防止基坑受其他外力作用發(fā)生移動(dòng)，從而提升土質(zhì)的穩(wěn)定性。該技術(shù)的應(yīng)用除了要對(duì)施工環(huán)境工程條件進(jìn)行全面的了解掌握，對(duì)施工環(huán)節(jié)仔細(xì)復(fù)核之外，還要重點(diǎn)對(duì)抗拉強(qiáng)調(diào)做一合理確定，施工技術(shù)人員具體操作上要嚴(yán)格做到這幾點(diǎn)：a.土釘?shù)陌纬隽Ω櫃z測(cè)要及時(shí)到位，驗(yàn)證符合施工要求后繼續(xù)進(jìn)行；b.對(duì)鉆機(jī)長(zhǎng)度要有明確的了解掌握，并對(duì)打孔深度做好預(yù)先確定，并做好其空縱深長(zhǎng)度的記錄和標(biāo)注；c.對(duì)添加劑的用量類(lèi)別進(jìn)行科學(xué)的管控，對(duì)水泥砂漿原料配合比做好誤差控制；d.灌漿環(huán)節(jié)注意操作安全，采取相應(yīng)的防護(hù)手段以防砂漿突然掉落；e.對(duì)泥漿最先凝結(jié)后，二次作業(yè)要細(xì)化到位，從而保證灌漿質(zhì)量。

4 電力建筑工程中完善深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施方法

4.1 優(yōu)化施工方案

施工技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，施工單位要確保施工技術(shù)方案的科學(xué)合理，因此必須做好方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在方案規(guī)劃中要對(duì)深基坑開(kāi)挖的效率和安全性，支護(hù)的效果和質(zhì)量，基坑的穩(wěn)定性等重點(diǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)一步的細(xì)化。對(duì)施工前中后期的工作要點(diǎn)要明確，前期準(zhǔn)備階段要對(duì)施工人員的配置、原料的型號(hào)和用量、工程設(shè)備物資的準(zhǔn)備和使用、基坑支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化管理等方面全面的規(guī)劃。并做好相應(yīng)突發(fā)事件的應(yīng)急處置方案，保證支護(hù)施工的安全穩(wěn)步開(kāi)展，人員選配上要優(yōu)選經(jīng)驗(yàn)豐富、專(zhuān)業(yè)精通、細(xì)心謹(jǐn)慎的項(xiàng)目管理人員和骨干技術(shù)人員，組織參與支護(hù)作業(yè)，把違規(guī)操作風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

4.2 確?；娱_(kāi)挖安全有序

在土石方的開(kāi)挖上，要選定合適的開(kāi)挖方式，以防止基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不均衡導(dǎo)致個(gè)別位置載荷超標(biāo)造成塌陷、坍塌等嚴(yán)重事故，因此開(kāi)挖方式的選擇上要堅(jiān)持逐層分段、均勻?qū)ΨQ(chēng)的原則，工程管理方要對(duì)設(shè)計(jì)方案、規(guī)劃圖紙進(jìn)行全面研究，嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，對(duì)人員、材料、設(shè)備實(shí)行統(tǒng)籌有序管理[2]，施工人員要和前期設(shè)計(jì)人員做好技術(shù)交底，對(duì)開(kāi)挖場(chǎng)地的地下水、管路和其他因素信息全面的掌握，研討設(shè)計(jì)圖紙是否存在不合理性，針對(duì)一些設(shè)計(jì)問(wèn)題要和設(shè)計(jì)方做好溝通，及時(shí)修改完善。對(duì)施工地區(qū)的天氣變化狀況要有充分的預(yù)判，運(yùn)用相應(yīng)的排水排澇設(shè)施，防止過(guò)度積水，做好地下水對(duì)土質(zhì)特性影響的分析，利用采用井點(diǎn)降水等方法優(yōu)化基坑土質(zhì)的特性，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，控制好土層滲透壓力參數(shù)變動(dòng)范圍。防止因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而導(dǎo)致生產(chǎn)事故。

4.3 確?；又ёo(hù)科學(xué)有效

施工方要在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境、人居環(huán)境、工程環(huán)境進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地區(qū)實(shí)際合理地選取支護(hù)方式，必須要保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和長(zhǎng)期安全，為后續(xù)的工程施工創(chuàng)造一個(gè)安全舒適、有足夠空間的工程環(huán)境。施工單位常用的支護(hù)方式及其主要作用來(lái)科學(xué)選用，對(duì)于支護(hù)方式的內(nèi)部特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)都要綜合考慮，做到質(zhì)量保證，成本節(jié)約和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本穩(wěn)定。在材料的選定上，也應(yīng)結(jié)合環(huán)境實(shí)際情況和工程的抗壓等指標(biāo)要求，選取參數(shù)合格的材料，同時(shí)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面嚴(yán)格監(jiān)督，保證支護(hù)工程的總體質(zhì)量[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在電廠建筑工程項(xiàng)目呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)下，建筑施工中對(duì)深基坑施工技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施工作也有了更高的要求，要確保深基坑施工的質(zhì)量和效率，有關(guān)單位就要對(duì)施工的外部?jī)?nèi)部情況有全面深入的了解，進(jìn)行科學(xué)的分析，確定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，做好準(zhǔn)備工作和監(jiān)督，持續(xù)電力建筑工程質(zhì)量提高。