水工建筑的基坑開挖施工技術研究

張乃元

（廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523710）

一、前言

隨著科學技術的不斷發展和建筑行業的持續進步，水工建筑質量和建筑水平也獲得了持續的提升。作為水工建筑基礎建設工程項目之一，基坑開挖作業的質量與效率直接關系著工程項目的整體建設水平，因此，必須要加強對基坑開挖施工作業的重視，結合水工建筑建設的實際要求和設計方案，科學進行基坑開挖施工作業，保證工程項目的建設質量。

二、水工建筑基坑開挖施工概述

隨著水工建筑建設項目越來越多，所面臨的作業環境和地質條件也越來越復雜。常見的水工建筑地質包括礫石地基、巖石地基、土壤地基等，不同的地基條件有著不同的缺陷和強度。所以，在進行水工建筑項目建設之前，必須要對建設區域的地質環境進行系統科學的分析，明確地基主要的缺陷內容，并采取針對性的措施進行彌補和改進，保證地基的穩固性和可靠性，為后續施工的順利推進奠定堅實的基礎。其次，在開展水工項目作業期間，還需要加強對安全支護作業工序的優化，重點檢查安全支護項目的可靠性和穩定性，避免工程進行期間出現坍塌事故，保證工程項目的建設強度和建設質量。同時，工程項目建設人員還需要加強對基坑開挖施工技術的重視，充分掌握基坑開挖技術所需要的各項理論知識和實踐技能，嚴格按照規定和程序進行基坑開挖作業，保證水工建筑可以得到順利的建設，降低工程項目建設成本，提高經濟效益。[1]

三、當前水工建筑基坑開挖施工存在的問題和不足

水工建筑基坑開挖的質量直接影響水工建筑建設的穩定性和安全性，關系著項目工程的經濟效益。在具體水工建筑基坑開挖施工技術應用時，仍然存在各種各樣的問題，影響工程項目建設效率和質量。首先，在基坑開挖施工期間仍然存在嚴重的滲透問題，受到一些客觀因素和施工因素的影響，地下水位會在水工建筑施工時發生變化，出現壩基壩肩的滲流問題而導致嚴重的建筑變形。其次，工程項目建設期間，地下水回水也會導致土壤出現鹽漬化或沼澤化的變化，容易造成建筑結構失穩現象，影響工程項目建設的進度。另外，如果在水工建筑基坑開挖期間未能結合實際情況采取針對性的施工方案，導致后續運行和使用期間出現滲透，將會造成工程項目嚴重的破壞，引發建筑孔隙或裂隙。[2]

四、水工建筑基坑開挖施工技術要點

（一）選擇適合的安全支撐結構

通常情況下，由于水工建筑根基較深，在實際施工期間容易存在坍塌的風險，影響工程項目的正常進行。因此，需要結合工程項目的具體情況，采取適合的支撐結構進行加固，以保證基坑開挖的穩定性。首先，工作人員可以利用板樁支撐方式以合理利用邊坡壓力，避免基坑內部過度積水，使得基坑可以按照設計要求順利開挖。其次，利用板樁支撐方式使得基坑邊坡得到進一步的加固。施工中多采用鋼板樁和鋼筋混凝土板樁的坂樁支撐材料進行加固，對于環境比較復雜，加固要求較高的基坑項目來說，可以聯合其他的支護方式，充分發揮坂樁支撐結構的作用和價值，進一步提升支撐效果，保證工程項目強度。[3]

灌注樁結構也是水工建筑基坑開挖施工過程中常用的支護方法之一，灌注樁設置相對比較簡單，支護成本較低，而且操作便捷快速，實際安裝過程中也不會產生較大噪音。工作人員在進行灌注樁設置之前，需要結合水工建筑基坑開挖的具體要求，合理的選擇支護方法。目前常用的灌注樁結構支護方式主要包括單層支護、雙層支護和多層支護，如果基坑邊坡過于松散，還需要預先進行邊坡護面的處理，使用混凝土和鋼絲網進行加固，防止施工過程中的坍塌問題。

（二）基坑排水作業要點

在施工過程中為了避免基坑作業受到積水的影響，需要采取有效的基坑排水方法，保持基坑內部的干燥和穩定，保證后續施工作業可以順利進行。首先，在基坑開挖施工之前，需要在邊坡開口線的外部開挖適量的截水溝，防止施工過程中開挖面受到水分長時間的侵擾而影響其支撐強度。內部的積水可以順著溝渠自然排泄出去，使得基坑可以保持長期干燥的狀態。其次，在施工過程中，工作人員也需要采取有效方式進行排水，施工期間基坑內的水流難以通過截水溝完全排除出去，工作人員可以構建臨時擋水物質，設置軟管將內部的水分排出到施工范圍以外，并在工程的合理位置開挖集水坑和集水溝，設置潛水泵抽出集水坑當中的水分。在施工后期，需要將基坑內部所有的水分都排除干凈。工作人員可以在混凝土澆筑項目外部設置集水井，使基坑內部的水充分流到集水井當中，并用抽水泵將集水井當中的水抽出到外部溝渠，防止基坑內部長時間受到水分浸泡而影響其結構強度。基坑集水井示意圖如圖1 所示。

圖1 基坑集水井示意圖

（三）巖基開挖技術要點

在進行巖基開發的過程中容易出現周邊土體塌方和滑坡的問題，嚴重影響工作人員的生命安全，同時也會影響整個工程項目的進度，需要結合周邊環境特征設置合理的支護方式進行加固和支撐。坂樁支護結構可以避免基坑受到水分的侵蝕，同時保證基坑側面的穩定性，防止過大位移的產生。深層攪拌水泥土擋墻支護結構可以對周邊的土體進行加固，施工過程中，將基坑四周的土體與水泥混合并進行攪拌，待凝結之后形成格狀或者塊狀的連續墻體，適用于深度較小、面積較大的基坑工程。鋼支撐施工技術一般集中應用在深基坑開挖作業的后續施工工序當中，能夠有效控制基坑壁的厚度，滿足施工設計要求，同時可以提高焊縫的穩定性，保證基坑開挖施工質量。工作人員在具體的施工期間，要結合工程項目的要求，選擇適合的水工建筑基坑開挖施工技術和支護方法，在保證建筑強度和施工安全的前提之下，盡可能地降低工程項目施工成本，提高建筑施工效益。

目前水工建筑工程項目基坑開挖最為常用的方法便是爆破法，為了防止爆破過程中對周邊建筑物和環境的影響，需要結合實際情況，針對不同位置采取適合的爆破方法，并做好周邊環境的控制與保護，盡可能地減少爆破對周圍的干擾，保證爆破工程可以順利進行。表1為不同開挖部位所需要采取的爆破方式，以供參考。

表1 不同開挖部位采用的爆破方式

（四）軟土地基開挖施工要點

1.淤泥軟土地基施工

淤泥軟土地基主要包括爛淤泥軟土地基、加砂淤泥軟土地基和稀淤泥軟土地基，工作人員要根據軟土地基性質的不同，具體情況具體分析。爛淤泥軟土地基淤泥厚度較厚，粘度較大，很難脫離。在施工過程中，為了防止淤泥粘在器械上影響施工進程，需要先將器械浸泡在水中，或者使用特制的器械從爛淤泥邊緣開挖，一直到挖出硬土，然后以出現硬土的位置為基點向周邊延伸。稀淤泥軟土地基含水量較大，流動性較強，為了保證工程項目的建設質量，施工過程中需要將干砂倒入稀淤泥當中并進行擠壓，提高其硬度。若是稀淤泥的面積比較大，工作人員需要將其劃分成不同的區域，然后逐塊進行處理。針對加砂淤泥軟土地基開挖工程，如果加砂淤泥比較厚，可以結合爛淤泥軟土地基施工技術進行施工。如果加砂淤泥軟土地基淤泥層比較薄，工作人員首先需要晾曬加砂淤泥軟土地基的砂面，等待其表面凝結，然后進行開挖施工。注意施工過程中一層一層的開挖，直到挖完所有的加砂淤泥，注意控制加砂淤泥施工的順序，防止砂層被挖亂而影響后續施工的順利進行。

2.流砂軟土地基的開挖施工

當基坑排水方法采取明示排水時，受到水的沖刷作用力的影響，會導致坑內細砂被帶出而產生流砂，此現象主要產生于非粘性土的土質。在進行軟土地基開挖過程中，首先需要排除軟土地基砂基當中的水分，并封閉砂區，停止其流動。后續開始基坑開挖作業，如果軟土地基的面積相對較小，工作人員可以直接采取護面的方式進行處理，常用的兩種方式包括砂石護面和柴枕護面。砂石護面指的是將一些小石子和粗砂鋪設在排水溝區域坡面上，在預防泥砂淤積的同時，也可以避免流砂對周邊環境造成侵蝕。柴枕護面指的是將草木柴枕在坡面和流水溝上鋪設以起到截段和過濾流砂的作用。

五、水工建筑基坑開挖施工策略

（一）做好施工之前的準備工作

水工建筑基坑開挖工程通常持續時間較長，體量較大，受到周邊環境的影響較多，影響因素比較復雜，因此在工程項目開挖之前，工作人員必須要對當地的環境進行細致的勘查，明確地基環境特征、地質條件以及氣候特點，并結合工程項目施工要求做好整體的布局與規劃，出具詳盡專業的設計圖紙。要求施工人員能夠嚴格按照設計圖的要求和順序開展施工，做好施工之前的技術交底工作。同時，安排專業人員在施工期間對現場進行監督和檢查，做好詳細的記錄，根據工程項目的精度要求設立控制網，并預先設置臨時排水措施，防止工程項目建設過程中受到水分的影響而降低工程質量。

（二）做好安全防護工作

水工建筑基坑開挖涉及到很多大型的設備以及危險的作業工序，因此施工現場存在很多的事故風險隱患，若不對其進行有效控制和處理，很容易引發安全事故，影響施工人員的生命財產安全。由此可見，必須要做好安全防護措施和風險控制工作，保證水工建筑基坑開挖可以順利安全地進行。首先，在開工之前，安排專業人員到工廠項目建設地點進行危險排除工作，清除干凈邊坡表面的土方石和巖石，制定詳盡完善的安全防護規章制度，包括護具穿戴制度和人員進場制度。要求與施工無關的工作人員包括其他工序的建設人員，嚴禁進入施工邊線以內，并按照具體作業的要求穿戴好安全防護用具，做好施工現場的巡查工作，嚴肅處理不按照規章制度進行安全作業的工作人員。

六、結束語

綜上所述，水工建筑基坑開挖施工質量直接關系著建筑工程項目的整體建設水平，為了保證基坑開挖施工可以順利開展，需要做好基坑處理和支護工作，并根據實際情況開展排水作業以保證基坑的穩定性，使得基坑開挖各項技術指標能夠達到設計要求，為后續工程項目的建設奠定堅實的基礎，提高工程項目建設經濟效益，促進建筑行業的持續發展。