淺談深基坑支護(hù)在水利工程中的應(yīng)用

張榮軍

［摘 要］近年來(lái)，伴隨著水利工程技術(shù)水平的提高，深基坑支護(hù)技術(shù)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，從早期的放坡開(kāi)挖發(fā)展出多種支護(hù)方式。本文以具體的水利工程為例，分析不同基坑支護(hù)形式在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，以期為深基坑支護(hù)在實(shí)際施工中的難題提供有效的解決思路。

［關(guān)鍵詞］深基坑支護(hù)；水利工程；應(yīng)用

［中圖分類號(hào)］TV74文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

對(duì)于水利工程來(lái)講，基礎(chǔ)施工質(zhì)量所起到的作用是不容忽視的，其對(duì)于建筑整體的穩(wěn)定性具有一定影響，施工單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析深基坑支護(hù)技術(shù)方面出現(xiàn)的問(wèn)題，采取兼具科學(xué)性和時(shí)效性的解決策略，使水利工程質(zhì)量得到顯著提高。在水利工程施工過(guò)程中運(yùn)用深基坑施工技術(shù)，不但能夠充分滿足工程建設(shè)過(guò)程中的各項(xiàng)實(shí)際需求，也能夠提高施工項(xiàng)目的穩(wěn)定性。所以，施工單位應(yīng)當(dāng)對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)給予高度重視，通過(guò)提升工程的整體質(zhì)量來(lái)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 深基坑支護(hù)相關(guān)概念

1.1 深基坑支護(hù)的特點(diǎn)

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中涉及大量力學(xué)知識(shí)，根據(jù)實(shí)踐可知，基坑的平面形狀和深度都會(huì)對(duì)周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，在基坑深度增加的過(guò)程中，其對(duì)周邊支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響也會(huì)隨之增加，隨著時(shí)間的推移，支護(hù)結(jié)構(gòu)的巖土應(yīng)力也會(huì)不斷增加，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低，進(jìn)而使基坑安全性和穩(wěn)定性受到較大的影響［1］。在水利工程中，通常情況下深基坑支護(hù)為臨時(shí)性工程，具有適應(yīng)性、綜合性及區(qū)域性等特點(diǎn)，在對(duì)支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)遵循持久、方便、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)及安全等原則。由于基坑支護(hù)工程實(shí)際施工過(guò)程中的影響因素較多，工程具有多樣性和復(fù)雜性，因此設(shè)計(jì)技術(shù)所涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)以地下水、地質(zhì)成因及土質(zhì)構(gòu)造等內(nèi)容為依據(jù)，克服施工中的各種問(wèn)題，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)水平，且在管理、施工以及設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員，使支護(hù)作業(yè)的安全性和有效性得到進(jìn)一步提高。除此之外，在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)采取有效的設(shè)計(jì)方案和科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高深基坑支護(hù)整體施工質(zhì)量。

1.2 巖土工程中深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求

1.2.1 深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是水利工程的重要組成部分，如深基坑結(jié)構(gòu)存在滑動(dòng)、歪倒及傾斜等問(wèn)題，則說(shuō)明深基坑支護(hù)已經(jīng)到達(dá)極限承載力，若在這種狀態(tài)下仍對(duì)深基坑實(shí)施開(kāi)挖施工，則會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成較大的影響，從而產(chǎn)生較大的安全隱患。因此，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)符合穩(wěn)定性、變形性、安全性、合理性及科學(xué)性等要求。

1.2.2 深基坑支護(hù)的技術(shù)要求

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)遵守技術(shù)要求，在此過(guò)程中，施工單位應(yīng)以施工面積、地質(zhì)特征及施工條件等為依據(jù)進(jìn)行整合和計(jì)算，以相關(guān)施工規(guī)章和要求為基礎(chǔ)實(shí)施施工，進(jìn)一步提高深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性、合理性及科學(xué)性。在施工時(shí)，施工單位還應(yīng)注意水利工程防滲漏問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行防水處理，使水利工程的穩(wěn)定性、可靠性得到進(jìn)一步提高。

2 深基坑支護(hù)形式

2.1 土層描桿施工

在深基坑保護(hù)的實(shí)際施工過(guò)程中，要對(duì)地下建筑的全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆井施工，而且在施工中鉆進(jìn)的洞口直徑和孔深均要與建筑設(shè)計(jì)要求相一致。同時(shí)，注意把洞口形狀改為更適合加入鋼絞線防拉料的圓柱形，在之后灌注混凝土?xí)r更加便利，如此便可與地層穩(wěn)定融合，從而提高防拉伸效果［2］。通過(guò)這些施工方法可以大大提高建筑品質(zhì)。此外，在對(duì)地下建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施鉆進(jìn)作業(yè)的時(shí)候，還必須重視孔壁、孔深和樁點(diǎn)之間的關(guān)系，需要確定其高度，并且在每個(gè)鉆井完成之后都要清掃孔槽。

2.2 地下連墻

由于地下連墻在水利施工過(guò)程中的主要功能是承自重，并起到良好的防水效果，所以一般在進(jìn)行水利施工時(shí)，針對(duì)一些高度在地下水位以下的建筑物，可采取地下連墻的方式。但由于地下連墻的建造過(guò)程深受土質(zhì)條件的影響，在施工過(guò)程中的各種技術(shù)要求亦不相同。例如，在土壤以軟泥為主的情況下，由于軟泥的承重能力有限，所以需要把地基底部的連墻嵌入得很深，此方式在國(guó)際上已被普遍使用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步，地下連續(xù)墻的應(yīng)用范圍也在不斷拓展，如今，地下連續(xù)墻既可作為地基建設(shè)時(shí)的擋地建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可作為擬建工程項(xiàng)目主要結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，通過(guò)結(jié)合有效的總體設(shè)計(jì)方法，使其在很好發(fā)揮基礎(chǔ)功能的同時(shí)，還能夠很好地抑制軟土地層的結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題的發(fā)生。

2.3 土釘支護(hù)施工

土釘支護(hù)措施可以有效提高深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在具體的工程實(shí)施方案中，針對(duì)實(shí)際的技術(shù)問(wèn)題選擇最合理的方式實(shí)施土釘支護(hù)措施，其首要目的就是確保土釘具有一定的拉伸強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，不僅要確保土釘質(zhì)量和深基坑保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)相符合，還要開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)作業(yè)，如對(duì)土釘進(jìn)行拉拔等，唯有如此，才能提高深基坑保護(hù)開(kāi)挖的效率，更要通過(guò)科學(xué)計(jì)算土釘支撐的方法嚴(yán)格控制水泥比例進(jìn)行澆筑，提高澆筑效率，以便更合理地進(jìn)行深基坑邊坡保護(hù)。

當(dāng)深基坑支撐工程建設(shè)的地基體積相當(dāng)大時(shí)，為了確保建筑施工的順利進(jìn)行，提高建筑施工的質(zhì)量，通常要求采取分段、分層、劃塊進(jìn)行和對(duì)稱的方法實(shí)施作業(yè)，或邊開(kāi)挖邊進(jìn)行施工來(lái)保證實(shí)施質(zhì)量的穩(wěn)定性，這樣也能夠有效地防止因工程地基暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、工程基土易被周圍地下水浸潤(rùn)以及受到陽(yáng)光暴曬等因素造成的地質(zhì)改變，從而造成建筑土質(zhì)的不平衡，進(jìn)而嚴(yán)重影響建筑施工質(zhì)量［3］。深基坑支護(hù)施工中最關(guān)鍵的步驟便是處理好深基坑支護(hù)的地下水管理問(wèn)題。對(duì)深基坑施工地下水進(jìn)行管理的傳統(tǒng)方法主要有排放和止水兩種。但在具體的施工過(guò)程中使用何種方法來(lái)緩解現(xiàn)場(chǎng)的地下水管理問(wèn)題完全取決于施工過(guò)程時(shí)建筑現(xiàn)場(chǎng)的地理環(huán)境特征。例如，在一些海岸地區(qū)，其地貌特征主要是由上層的多維碎石等雜土所組成，結(jié)構(gòu)上較為疏松，并與海洋相通，在這種狀況下如果使用泥沙等弱黏性土壤加以填充止水的方法，效果是非常不理想的。隨著技術(shù)的提高與建筑材料市場(chǎng)的發(fā)展，近年來(lái)，我國(guó)普遍采取以沖孔樁、素混凝土樁和鋼筋混凝土樁為支柱介質(zhì)，取代單純以泥沙等軟體材料作為支柱介質(zhì)的做法，在穩(wěn)定施工、保證工程實(shí)施質(zhì)量等方面取得了很好的效果。

2.4 護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)

護(hù)坡樁施工技術(shù)通常應(yīng)用于地質(zhì)條件復(fù)雜程度較高的環(huán)境，應(yīng)用過(guò)程中需要借助螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，以保障鉆孔深度能夠符合相關(guān)施工要求。需要注意的是，鉆孔過(guò)程中必須遵循“由下至上”的順序，之后注意對(duì)注漿工作進(jìn)行完善，且注漿過(guò)程必須持續(xù)細(xì)致地關(guān)注地下水位有無(wú)變化，以免出現(xiàn)塌孔等不良情況。與此同時(shí)，應(yīng)該協(xié)調(diào)規(guī)范設(shè)計(jì)與實(shí)際注漿效果之間的平衡性，只有在完成注漿操作后才能拔出鉆桿，也需同步開(kāi)展鋼筋籠及骨料的投放工作，之后再開(kāi)展高壓補(bǔ)漿操作，以確保護(hù)坡樁施工技術(shù)的實(shí)際作用得到充分發(fā)揮。

3 水利工程深基坑支護(hù)中的主要問(wèn)題分析

3.1 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)設(shè)計(jì)不合理

在對(duì)水利工程中的深基坑進(jìn)行支護(hù)施工的過(guò)程中，如果應(yīng)用到其中的支護(hù)結(jié)構(gòu)不能承受住土體結(jié)構(gòu)以及土方施加給自身的荷載，便會(huì)失去其應(yīng)有的支護(hù)效果，從而對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成不良影響，并直接影響到深基坑施工的安全性。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，最主要的原因便是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)物理參數(shù)設(shè)計(jì)不夠合理［4］。在很多水利工程的深基坑施工中，由于地質(zhì)情況的差異性，使得施工之前的準(zhǔn)備工作難度較大，如果相關(guān)單位對(duì)此不能夠做到因地制宜，而是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便會(huì)導(dǎo)致其支護(hù)結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)與實(shí)際工程標(biāo)準(zhǔn)不符，同時(shí)也無(wú)法適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境。就目前來(lái)看，內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，或者是在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中并未對(duì)土體結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力進(jìn)行計(jì)算與確認(rèn)，這些都會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大程度的不利影響。除此之外，如果施工組織管理不當(dāng)，如施工材料、施工設(shè)備、施工流程、施工方法、施工環(huán)境等管理不佳，也會(huì)導(dǎo)致深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，從而對(duì)整體施工質(zhì)量造成不良影響。

3.2 施工不規(guī)范

在進(jìn)行深基坑支護(hù)作業(yè)過(guò)程中，施工全過(guò)程必須完全符合設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，以保障施工效果與設(shè)計(jì)要求完全符合，能夠?yàn)樯罨拥氖┕べ|(zhì)量提供保障。但在實(shí)際施工過(guò)程中，諸多施工人員專業(yè)技能水平不足，或是專業(yè)素養(yǎng)不足，無(wú)法完全按照施工圖紙內(nèi)容落實(shí)各項(xiàng)施工措施，導(dǎo)致施工不規(guī)范情況越來(lái)越顯著，甚至使工程整體的穩(wěn)定性及安全性受到影響。

4 水利工程深基坑支護(hù)質(zhì)量控制措施分析

4.1 深基坑支護(hù)方案的合理制定

在水利工程的深基坑支護(hù)中，設(shè)計(jì)方案的合理制定至關(guān)重要，尤其是支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，更是直接關(guān)系到其支護(hù)作用的發(fā)揮以及深基坑的安全。基于此，在對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)單位一定要提前做好工程現(xiàn)場(chǎng)的勘查工作，明確現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，并結(jié)合工程概況，對(duì)深基坑開(kāi)挖中的土體結(jié)構(gòu)及其土方等做到全面明確，然后根據(jù)最不利的條件對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者一定要充分注重對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算，使其與實(shí)際的工程標(biāo)準(zhǔn)相符，并確保其環(huán)境適應(yīng)性。為有效確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，相關(guān)單位可引入BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行三維建模和現(xiàn)場(chǎng)施工模擬，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題并調(diào)整參數(shù)偏差，以此來(lái)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，使其支護(hù)作用得以充分發(fā)揮。另外，在具體的支護(hù)施工過(guò)程中，管理人員一定要加強(qiáng)整個(gè)施工過(guò)程的組織管理，對(duì)于應(yīng)用到支護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的施工材料、機(jī)械設(shè)備、工藝流程、施工方法等，都需要做到嚴(yán)格控制，使其與工程設(shè)計(jì)相符。同時(shí)，要安排專人做好環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，以便及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題或異常做出積極應(yīng)對(duì)。通過(guò)這樣的方式，才可以有效確保深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，最大限度避免結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理所導(dǎo)致的一系列問(wèn)題，從而為深基坑及整體水利工程奠定良好的質(zhì)量與安全基礎(chǔ)。

4.2 高效率完成工程勘察工作

地質(zhì)勘查報(bào)告可以為設(shè)計(jì)及施工提供重要保障，地下水位及土層分布等每項(xiàng)數(shù)據(jù)都與支護(hù)施工技術(shù)的選用和支護(hù)結(jié)構(gòu)選型有著密不可分的聯(lián)系，因此相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)及水文等方面的資料進(jìn)行全面掌握，以此為前提對(duì)施工圖紙及建設(shè)方案實(shí)施編制和設(shè)計(jì)作業(yè)，施工工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段，使建筑地基的耐久性和穩(wěn)定性得到顯著提升。所以施工單位應(yīng)當(dāng)安排專業(yè)性較強(qiáng)的勘察工作人員實(shí)施地質(zhì)勘察作業(yè)，使地質(zhì)勘察效率及勘察質(zhì)量得到顯著提升。在實(shí)際勘察過(guò)程中，不僅需要科學(xué)合理地設(shè)置勘察點(diǎn)，并且要使勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到顯著提升，這樣可以為順利開(kāi)展后續(xù)施工工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

4.3 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量

在深基坑施工作業(yè)的過(guò)程中，需要應(yīng)用多種不同的施工材料，鑒于施工材料的質(zhì)量對(duì)工程整體質(zhì)量產(chǎn)生著重要影響，所以必須嚴(yán)格控制材料質(zhì)量［5］。在進(jìn)入施工階段之前，需制定細(xì)致的材料采購(gòu)方案，由采購(gòu)部門按需開(kāi)展采購(gòu)工作，要求各項(xiàng)材料的性能、規(guī)格均與采購(gòu)方案內(nèi)容相符合；采購(gòu)過(guò)程中則應(yīng)充分了解材料市場(chǎng)的實(shí)際情況，堅(jiān)持落實(shí)“貨比三家”的采購(gòu)原則，盡可能選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的材料，以能夠在提升施工材料質(zhì)量的同時(shí)將采購(gòu)資金控制在合理范圍之內(nèi)，特別需要注重選擇行業(yè)內(nèi)聲譽(yù)良好的廠家或供應(yīng)商；針對(duì)各項(xiàng)材料開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢測(cè)工作，確認(rèn)其與相關(guān)要求相符合方可簽訂采購(gòu)合同。在施工材料入場(chǎng)之前，應(yīng)該明確材料的合格證等各項(xiàng)證明齊全，同時(shí)針對(duì)材料進(jìn)行抽檢，只有抽檢結(jié)果與相關(guān)要求相符才可將材料運(yùn)輸至場(chǎng)內(nèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

深基坑支護(hù)技術(shù)在水利工程中得到了廣泛運(yùn)用，但在實(shí)際施工過(guò)程中，由于深基坑支護(hù)屬于臨時(shí)工程，施工費(fèi)用較高，對(duì)整個(gè)工程的造價(jià)影響較大，需要因地制宜，根據(jù)不同的工程條件選擇合適的基坑支護(hù)形式，使之兼具技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。同時(shí)，必須重視對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工全過(guò)程的控制，保證施工條件與設(shè)計(jì)條件一致，及時(shí)檢驗(yàn)施工質(zhì)量，加強(qiáng)后期監(jiān)測(cè)，以保障水利工程的整體施工質(zhì)量。

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