市政工程深基坑施工中水下開挖法的應(yīng)用

胡俊鋒

[摘 要]近幾年來，隨著現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，建筑工程的數(shù)量持續(xù)增加。建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的支柱產(chǎn)業(yè)。黨的十八大為我們描繪了未來中國發(fā)展的宏偉藍(lán)圖和美好前景，新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了更為廣闊的上升空間，而提高工程質(zhì)量是我國建筑業(yè)的長期戰(zhàn)略方針。隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，基建飛發(fā)展飛速，使得市政工程中經(jīng)常會遇見深基坑項目，如何較好的處理水下開挖問題，成為擺在施工部門面前的難題。在本文中，筆者以具體的工程案例為例，對市政工程深基坑施工中水下開挖法的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，希望對相關(guān)工作的展開有所幫助。

[關(guān)鍵詞]市政工程；深基坑施工；水下開挖

中圖分類號：TE85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）04-0173-02

水下開挖主要是應(yīng)用在水利工程和隧道工程中，在市政工程中并不常見，但是隨著深基坑工程的不斷增多，導(dǎo)致在市政工程中經(jīng)常會出現(xiàn)高水位、超厚強(qiáng)透水地層的現(xiàn)象。如果要通過尋常的方法進(jìn)行開挖，會導(dǎo)致基底的安全系數(shù)達(dá)不到工程的要求，同時，還會增加施工的難度和成本，下面，筆者將以具體的工程為例，對相關(guān)問題展開論述。

一、工程概況

1、工程總體要求

在開挖隧道的過程中，需要穿越中間風(fēng)井，該風(fēng)井的尾部有一個水塘，里程為：DK6+761.400—SDK6+790.60，其中，風(fēng)井的外直徑是29.2米，內(nèi)直徑是26.8米，需要的深基坑開挖的深度是44.452米，而底板的埋深度是21.152米。

2、工程的水文特性和地質(zhì)特點(diǎn)

在該工程中，巖性主要是粉質(zhì)的粘土，物理力學(xué)參數(shù)如圖1所示：

3、針對風(fēng)井基坑實施的方案規(guī)劃

工程要求深基坑開挖的深度是44.452米，在開挖過程中，要建立高為1.2米的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，和深度為18米的厚地下連續(xù)圍墻。通過實際的計算和測量得出頂端的截面面積是1.2米×1.5米，對于風(fēng)井的施工，遵循以下步驟：

（1）在開挖前要做好臨時防洪圍堰施工準(zhǔn)備，并將施工場地清理干凈；

（2）對于內(nèi)外測存在高壓的部分要對基坑進(jìn)行支護(hù)，通過噴漿，能夠提高基坑地下連續(xù)墻的的抗裂能力，使得細(xì)小的巖層破裂得到強(qiáng)化，減少對巖體的側(cè)壓。

（3）基坑開挖。針對基坑開挖的相關(guān)問題注意事項：首先，基坑應(yīng)分層、分段、均勻開挖。土方開挖面高差不宜大于2m，以確保開挖過程中土體自身的穩(wěn)定，每一層土方開挖應(yīng)在其支護(hù)體系能夠滿足設(shè)計要求后進(jìn)行。土方開挖可采用機(jī)械挖土，但應(yīng)注意挖鏟不得碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)。其次，對于底板墊層設(shè)計標(biāo)高以上30cm、基礎(chǔ)部分的土方和集水坑處的土方應(yīng)采用人工開挖，避免坑底土體的擾動。值得注意的是，基坑分層開挖過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水位較高、水量較大或流泥嚴(yán)重、漏水等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止開挖，采取有效的降排水措施并對支護(hù)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)后方可繼續(xù)開挖，以防止周圍地面沉降。土方開挖過程中，局部深坑與周圍開挖面形成的高差（小于2m）可采用1：0.5放坡作為臨時支護(hù)。最后，當(dāng)發(fā)生異常情況時，應(yīng)立即停止開挖，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，方能繼續(xù)挖土。開挖后基坑暴露的時間應(yīng)盡可能短。地下室施工時，地下室外墻與圍護(hù)之間的間隙應(yīng)盡早回填，回填要求按地下室土建施工圖進(jìn)行。

（4）坑底的排水、平整問題。在基坑開挖完成以后，首先進(jìn)行清底工作，完成后需要在水下分層處澆筑混凝土。針對基坑排水問題，常見的方式是采用集水明排的方式控制地下水位?；油獾膱龅嘏潘捎迷O(shè)置排水溝，首先基坑內(nèi)的排水采用在基坑底四周設(shè)置排水溝（排水溝做法同上），每隔20～30m設(shè)置一個鋼筋籠集水井，截排水溝及集水坑具體做法詳大樣，并及時采用水泵將坑內(nèi)水送入市政管網(wǎng)。然后，基坑支護(hù)施工前要對周圍地下管線、排水溝及市政設(shè)施進(jìn)行調(diào)查，必要時對周圍下水道要改道封堵，確保生活污水、地表水不能流入基坑內(nèi)。

二、深基坑水下施工工藝

1、水下開挖技術(shù)

在進(jìn)行水下開挖工程時，主要用的機(jī)器有高壓旋噴施工機(jī)械并加載上三翼鉆頭，對于相關(guān)關(guān)機(jī)械的參數(shù)表，如圖2所示：

具體的水下開挖的步驟，如下所示：

（1）將高壓旋噴施工機(jī)械的噴嘴上安裝一個三翼鉆頭，使得旋噴機(jī)的高壓水充分的切割土體，使得其攪拌均勻，成為泥漿；

（2）將低壓旋噴噴頭與地表之間的距離設(shè)置為30厘米，發(fā)動高壓水泵和空壓機(jī)，保證地表的沉降速度是每分鐘二十五到三十五厘米，同時保證空壓機(jī)的提升速度是每分鐘五十到六十厘米；

（3）在旋噴設(shè)備的一側(cè)安裝上潛水扎漿泵，當(dāng)泥漿產(chǎn)生后，將扎漿噴射到泥漿中；

（4）保證施工過程的開挖速度，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，對于水下開挖，要求開挖速度是每天1.5米。在開挖時，要對坑內(nèi)液面的高度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使得在進(jìn)行基坑開挖時，保持不變，并且高于地下水為1米。對于在基坑開挖中應(yīng)用到的設(shè)備要保證1米以內(nèi)的高度差，這樣才能使得開挖的基坑面能能夠均勻的發(fā)生沉降。

2、混凝土的澆筑

在水下開挖時，應(yīng)用到的混凝土澆筑方法主要是滿堂紅的方法，在進(jìn)行導(dǎo)管布置時，一般選用的是無縫鋼管，尺寸是d=25厘米，管壁厚度是10毫米，導(dǎo)管間的間距小于5厘米。

在施工過程中國，主要有以下幾個步驟：

（1）首批灌注

在這道工序中，首先要做的技術(shù)是確定每根導(dǎo)管中混凝土的灌注量；

（2）正常灌注

正常灌注的順序是由外圍向中心進(jìn)行灌注；

（3）導(dǎo)管提升

導(dǎo)管提升的量需要依據(jù)混凝土的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深的深度確定，需要嚴(yán)格按照工程要求來進(jìn)行施工；

（4）測量

在進(jìn)行混凝土的灌注工序時，要每間隔半個小時對混凝土的標(biāo)高、流動半徑和坡度進(jìn)行測量，保證工程的準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行灌注時，要嚴(yán)格要求導(dǎo)管的埋深深度大于一米，盡量保證深基坑的液面維持不變，同時保證高于坑外地下水為1米。

3、抗浮底板的實際施工

在施工時，到中后期施工階段時，深基坑內(nèi)的封底的水壓升高，會導(dǎo)致坑底的混凝土和地下連續(xù)的墻面出現(xiàn)比較嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象，出現(xiàn)非常嚴(yán)重的滲水問題。為了防止此類事情的發(fā)生，需要在封底的混凝土和護(hù)墻之間增加抗剪槽，具體的圖示如圖3：

當(dāng)水下開挖工作完成時，想要對工程的凹槽進(jìn)行清理，需要用到刷壁器和高壓水槍，使得泥漿和土層與凹槽分離。工作完成后，需要潛水員對工程進(jìn)行收尾清理，冰潔檢查混凝貼合和水底土地連接墻是否搭接完全。

結(jié)束語

隨著城市的發(fā)展，在未來，市政工程深基坑施工中水下開挖工程將更加常見。在本文中中，筆者以具體的工程為例，深入的分析了深基坑水下施工工藝，希望本文的內(nèi)容對于類似的工程建設(shè)有一定的借鑒意義。

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