淺談水下基坑開挖注意事項(xiàng)

田進(jìn)春

摘 要：介紹公路建設(shè)項(xiàng)目土建工程施工中，中橋基坑開挖所采用的管井井點(diǎn)降水法、圍堰法、冬季保暖施工法等，并提出防御措施。

關(guān)鍵詞：井點(diǎn)降水深基坑開挖排水防護(hù)設(shè)計(jì)

橋梁上部結(jié)構(gòu)承受的各種荷載都通過橋臺(tái)橋墩傳至基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳至地基，因此基坑開挖所采取的各種防范措施對(duì)地基承載力以及地基各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)起到極為重要的作用，對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全使用和工程造價(jià)都有很大的影響。

施工中根據(jù)實(shí)際情況選擇輕型管井井點(diǎn)降水，輕型管井井點(diǎn)系在基坑外圍埋設(shè)井點(diǎn)管，深入含水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端通過連接彎管與集水總管連接，集水總管再與真空水泵和離心水泵相連，啟動(dòng)抽水設(shè)備，地下水就在真空泵吸力作用下，經(jīng)過濾水管進(jìn)入井點(diǎn)管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下。

1.水泵的選用

1.1排水量計(jì)算

水泵流量Q計(jì)算公式：

Q=FU=πd2U/4

F—水泵進(jìn)口面積（m2）

d—水泵進(jìn)口直徑（m）

U—水泵進(jìn)口流速（m/s），一般為2.8

老水泵進(jìn)口直徑以英寸表示時(shí)：Q=5D2（t/h）

1.2水泵選用

水泵的所需功率、水泵功率N的計(jì)算公式

N=KQH/102η1η2

H—包括揚(yáng)水、吸水和有各種阻力造成的水頭損失在內(nèi)總高度（m）

K—安全系數(shù)，一般取K=2

η1—水泵效率0.4-0.6

η2—?jiǎng)恿C(jī)械效率0.75-0.85

為防止機(jī)械故障因素，工地應(yīng)有備用泵以確保正常施工。

2.采用正確的施工工藝

在地質(zhì)勘探資料具備的情況下，根據(jù)地下水位、深度、土的滲透系數(shù)和土質(zhì)分布確定降水方案，根據(jù)基層標(biāo)高確定降水深度、井點(diǎn)布置、井點(diǎn)管及設(shè)備，施工操作輕型管井井點(diǎn)降水施工工藝程序是：放線定位→鋪設(shè)總管→沖空→安裝井點(diǎn)管→填砂礫濾料→上部填粘土密封→用彎管將井點(diǎn)管與總管接通→安裝集水箱和排水管→開動(dòng)真空泵排水，再開動(dòng)離心水泵排水→測(cè)量觀測(cè)井中地下水位變化。

3.加固坑壁措施

⑴水下基礎(chǔ)的基坑開挖，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)多位于地表水位以下，有時(shí)水流還比較大，施工時(shí)都希望在無水條件下進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，其中最常用的施工方法是圍堰法。圍堰的作用主要是防水和圍水，有時(shí)還起著支撐施工平臺(tái)和基坑坑壁的作用。在粉細(xì)砂土和地下水位較高、挖深較大時(shí)，要防止流沙向基坑流入造成坑壁滑塌，應(yīng)采用支撐材料圍護(hù)，加設(shè)圍堰（多采用木樁土圍堰，先打入兩排木樁，樁與樁在一排中的間距為1.0-1.5m，并以金屬螺栓和8號(hào)鐵絲拉緊，插入竹笆填土）。

缺點(diǎn)是增加施工用地面積和土方回填。注意水泵管頭最好安放在接近地下水高程20cm左右，并在水泵進(jìn)水口加上慮管，防止泥水帶泥阻塞水泵口，并可降低地基強(qiáng)度。

⑵排水采用井點(diǎn)降水法：

此法可以完全制服流沙現(xiàn)象，從根本降低地下水位穩(wěn)定了土壁，由于浮力減小而增大壓密有效壓力，有利于增大地基強(qiáng)度。

注意事項(xiàng)：降低地下水位時(shí)，盡可能將井點(diǎn)慮管設(shè)置于透水性較好的土層中；加強(qiáng)對(duì)整個(gè)井點(diǎn)系統(tǒng)維護(hù)和檢查，保證不間斷抽水；做好沉降觀測(cè)，必要時(shí)采用防護(hù)措施。

4.冬季水下開挖基坑前的準(zhǔn)備工作和注意問題

4.1提前收集冬季氣溫變化資料，做好冬期施工技術(shù)文件編制，做好施工人員技術(shù)交底工作，技術(shù)交底包括以下內(nèi)容：

⑴機(jī)械操作人員必須嚴(yán)格按操作規(guī)程操作，做好冬期施工防護(hù)。開挖基坑時(shí)，必須在項(xiàng)目部測(cè)量工程師和現(xiàn)場(chǎng)指揮員在場(chǎng)指揮下施工，控制好量坑、挖深深度及尺寸。

⑵配合機(jī)械施工人員必須聽從現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù)人員指揮，與專業(yè)技術(shù)人員密切合作，并注意施工安全，提醒施工以外人員注意安全，還要在施工范圍內(nèi)設(shè)立警示標(biāo)志。

4.2制定冬期安全施工措施

冬期施工氣溫較低，容易引發(fā)安全事故，在開挖基坑前要制定安全施工措施，配備必要的安全防護(hù)用品，對(duì)施工人員進(jìn)行安全教育，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，確保工程安全施工。

5.水下基坑換填

基坑開挖分段落開挖，挖到換填標(biāo)高，人工配合裝載機(jī)及時(shí)進(jìn)行換填工作（大功率抽水機(jī)及時(shí)將水抽出），換填料必須滿足施工技術(shù)規(guī)范要求的兩級(jí)配料，并對(duì)換填料進(jìn)行振搗打夯，做地基承載試驗(yàn)，滿足規(guī)范要求后方可進(jìn)行下一道工序。

6.結(jié)束語

水下開挖基坑雖然不常見，但如果不提前做好施工準(zhǔn)備和防范安排，會(huì)影響工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，措施不當(dāng)也會(huì)給工程質(zhì)量帶來隱患。因此在開挖水下基坑前應(yīng)做好防護(hù)、防范工作，施工中做好施工組織安排，各項(xiàng)措施的控制是保證工程質(zhì)量的重中之重。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]

[2]路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M]，北京：人民交通出版社，2001

[3]公路施工手冊(cè)《橋涵》.北京：人民交通出版社，1985