淺析基坑支護在水利工程中的運用及造價分析

張慧卿

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西 西安 710077）

與其他工程相比，深基坑工程更易受到環境因素影響。部分地區地質條件較差，土質松軟。開挖深基坑時經常會出現邊緣坍塌等問題，造成嚴重安全事故。同時，當前工程施工場地多為城市中心，建筑物與人口密集，一旦深基坑開挖環節出現問題，若后期支護工作沒有做到位，也會導致周圍構筑物出現不均勻沉降等現象，嚴重影響居民生活質量。因此，為有序開展深基坑支護工程，需設計出更詳盡、科學的設計方案，有效規避施工期間出現風險事故［1］。

1 工程概況

出口泵門的安裝尺寸為90m3／s，用于新的施工流量，用于制動襯層的30m泵輪轂，以及適當的泵控制裝置。泵護板分為泵＋閘陣列，全長656m，總面積15640m2，分為三個帶底板支撐的區域設置和一個主結構（入口和出口門檻）的子樹支撐，空洞度為6.8－11.10m。第2區是內陸水道系統的擋土墻，深度為6m。第3區是海路段的擋土墻，深度為6m。主要分析支援下列結構基礎設計。

2 深基坑設計

深基坑支護設計方案必須確保支護結構的安全性，保證基坑周圍道路及已施工和使用的地下管線、市政道路的安全，以此保證支護方案的安全性，并做到方案經濟合理，滿足我國建設工程的有關法規和規范要求，同時，遵循如下設計原則：1）深基坑支護結構安全等級為一級，深基坑重要性系數對應為1.1，地面超載為20kPa。2）深基坑支護結構平面布置應結合隧道結構的邊墻尺寸、工作空間，并根據結構受力、變形情況和施工誤差等予以合理放線施工。3）深基坑采用理正深基坑計算分析軟件，施工階段控制支護結構的最大變形量應符合現行規范的相關要求。4）基坑工程應遵循“動態設計、信息化動態施工”的原則，根據基坑監測數據反饋基坑實施情況，及時修正基坑設計參數，優化設計方案指導施工［2］。

3 基坑支護體系

3.1 板墻式圍護墻

木板防護墻主要是以地下墻為基礎的，這些墻在歐洲已經開始充當擋土墻，并以井眼和水下混凝土的使用方式為基礎，作為土木工程和深孔工程的有效技術。地下連續墻的優點在于它們對附近建筑和地下管線的影響較小，施工活動中沒有震動，固定墻剛度高，擋土墻高，大壩，濕度等。在狹窄的空間里，地下水位較高的建筑工地可以使用，但墻壁費用較高。

3.2 鉆孔灌注樁施工

1）做好施工準備工作，包含施工器械與材料的檢查、場地布置等。2）做好鉆孔機安裝作業，并定好中心位，正確裝設鉆孔機。3）埋設護筒，預防孔壁是否坍塌關系著鉆孔的成敗。當鉆孔較深，地下水位內的孔壁土受到靜水壓力影響時，極易發生孔內坍塌、流砂等。為預防該問題，應做好護筒埋設，隔離地表水與孔壁，保護孔口地面，對樁孔位置固定，發揮鉆頭導向作用。4）泥漿制備時，應根據工程需求制備優質泥漿，保障工程質量。5）鉆孔，作為關鍵工序，施工階段應嚴格依照操作規范進行，注意開孔質量，以沖擊式、沖抓式鉆機施工時，應做好清孔工作，避免附近土層振動影響鄰孔穩定性。6）灌注水下混凝土，直接將預制鋼筋籠垂直放在孔內，定位并固定，以導管向內部灌輸混凝土，避免灌注中斷，導致斷樁。全套管施工法，該施工技術除了無需泥漿與清孔之外，其他和泥漿護臂施工技術類同。［3］套管壓入的垂直度直接取決于孔洞挖掘開始的5～6m深的垂直度，因此，應隨時以相應設備校驗垂直度。

4 水利工程深基坑支護工程施工問題

4.1 未對邊坡修理質量控制

在水利深基坑支護工程施工過程中，最常見的問題包括邊坡修理質量不佳，而邊坡修理質量會對水利深基坑支護工程施工質量有直接性影響，一旦忽視對邊坡修理質量控制或管理，就會影響到項目整體施工質量。［4］結合水利深基坑支護工程現場施工情況分析，導致邊坡修理質量不合格的主要原因之一，是施工單位及施工人員自身忽視，未考慮工程項目施工標準。

4.2 忽視土方開挖質量檢測

土方開挖質量檢測工作，在深基坑支護施工過程中極為重要，還需積極開展土方開挖質量檢測工作，實時控制與掌握深基坑支護施工情況。但是，在水利深基坑支護工程實施過程中，卻把工作重心放在施工進度方面，雖然工程項目能夠在施工周期內交工，但是無法確保整體施工質量。［5］甚至還會因為忽視施工質量管理，在后續工程驗收環節中出現返工情況，浪費人力、財力、物力等，使水利企業面臨一定經濟損失。

5 預應力錨索技術在水利工程中的施工要點

5.1 施工前的準備工作

在施工之前需要對深基坑工程項目進行深入了解，比如，了解基坑所處的地段，施工四周的市政道路管道、溝渠、電力電纜、通訊光纜以及鄰近的建筑物情況，除此之外，還需要對周邊的地質環境和整體的建設環境進行了解。掌握施工現場的地質情況以及水文地質條件，明確工程所處地理位置的地質結構，根據工程地質的勘察報告，對現場的施工環境進行更加深入地檢查。［6］

5.2 錨索成孔

鉆機需要進行及時設定，通過錨桿鉆機鉆孔可以按照正常的循環鉆進，根據地層的不同展開相應的施工方案，對于含有較多碎石的地層，可以應用套管護壁技術進行施工。［7］對于粘性的土層，可以應用泥漿護壁技術進行施工，在選擇泥漿比重的過程當中，需要根據試驗數據進行合理的調配，鉆孔傾角一般在25～35°范圍之內，避免錨索出現交叉和互碰現象。

5.3 錨索體制作

錨索是由鋼絞線、定位架、錨板、錨具組成。下料工作在整體開展的過程當中，根據實際需求需要對鋼絞線進行相應的分割，在分割的過程中會用到砂輪切割機，不選擇其他的切割設備，是因為鋼絞線的頭很容易松散，在高溫條件下，鋼絞線自身很容易影響整體的強度。在制作過程中要合理調整鋼絞線的間距，在綁扎的過程中，鋼絞線要保持順直，不得出現歪扭，也不能出現相互交錯。錨索在進行清孔處理之后就需要立即開展安裝，錨索體在安裝過程中，要反復地對錨孔的編號進行確認，錨孔編號和施工圖紙保持一致之后才可以開展相關的工作。應用人工工作方式將錨索體放入孔內，露在外邊的鋼絞線長度需要用鋼尺進行仔細測量，注漿管和錨索要同時放入孔內，漿管頭部距孔底100mm，錨桿體放入孔內深度不應小于設計長度的95%。在施工過程中要注意排氣管，錨索在放入孔內之后，要檢查排氣管是否保持通暢。注漿管的位置非常重要，需要調整注漿管和錨索之間的距離，鋼絞線的前端在整體設置的過程當中，需要適當增加導向帽。錨索的兩端要進行密封處理，保證整體結構的密封性，確保在施工當中，塑料波紋管內不會有水泥漿液的滲入。［8］

6 淺析基坑支護在水利工程中的運用及造價分析

6.1 圍護墻結構選型

雖然地下墻情景在技術上是最安全可靠的，但缺點是處理起來比較困難，投資效果最好。井眼和三軸混合機方法略高于構造塊方法。但基地復蓋的強度、可靠性和持續時間都有所提高，鋼鐵租賃成本與井架相比有所增加。主體擋土墻方案選擇具有螺旋柱和散裝柱組合的閉合結構、三軸液壓機、兩軸混合螺栓和液壓螺栓、高壓密封環等。

6.2 加強地下水的控制

在深基坑挖掘過程中，地下水是影響基坑質量的重要因素，查閱過往基坑施工安全事故相關資料，多數基坑工程事故都與地下水有直接或間接關系。因此，在深基坑施工中，應加強地下水控制，有效預防地下水給工程施工帶來影響。比如，在基坑施工范圍設置擋水墻，降低地下水滲入基坑，提高基坑開挖安全性與基坑整體質量。同時，做好基坑保護措施，預防基坑外側水灌入基坑。［9］

6.3 造價分析

支撐柱的施工費用為5.167億美元，來自整個項目的投資，其中擋土墻負荷為50%，梁系統成本為38%，降水方法成本為9%，其馀3%的施工費用相對正常，沒有可見和不合理的值。因此，主要斷水工程的總費用為3.6649億美元，后勤基地支助費用為5.744億美元（地下水支助支柱支助費用5.167億美元，法庭后勤基地支助費用1.776億美元），后勤基地總建筑費用的15%也由工程費用適當控制。

7 結語

綜上所述，基坑工程施工中的干擾因素較多，施工難度相對較大，多孔抽水試驗是預測基坑施工時降水效果的有效途徑，能夠為施工作業提供可靠的水文地質參數。