水利工程施工中深基坑施工技術(shù)的運(yùn)用研究

卜祥禹

深基坑施工過程風(fēng)險(xiǎn)較高，屬于一種綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，用于水利工程建設(shè)領(lǐng)域中，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、地形及周遭建筑物分布等情況均會(huì)影響深基坑施工效果。故而，在水利工程具體建設(shè)實(shí)踐中，要求相關(guān)人員加強(qiáng)深基坑施工相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，結(jié)合工程實(shí)況科學(xué)選用深基坑施工技術(shù)并加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。文章在闡述水利工程深基坑施工階段常見問題基礎(chǔ)上，對(duì)常用技術(shù)方法及質(zhì)量控制要點(diǎn)加以探究。

在建筑領(lǐng)域中，深基坑被定義為工程挖掘深度≥5m，或＜5m但地質(zhì)條件、地下管道鋪設(shè)形式較為繁雜的項(xiàng)目類型。近些年，國(guó)內(nèi)水利事業(yè)有很大發(fā)展進(jìn)步，近些年建設(shè)或改造的水利項(xiàng)目?jī)?nèi)電站數(shù)目有降低趨勢(shì)，取而代之的是供水泵站、水閘等工程，以上基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段不適宜采用放坡開挖形式，推薦采用基坑支護(hù)方案。故而，相關(guān)人員應(yīng)加大深基坑技術(shù)的研究力度，為優(yōu)化水利工程建設(shè)質(zhì)量提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

一、水利工程深基坑施工階段的常見問題

1.邊坡修理問題

深基坑工程建設(shè)階段，通常是先人工修坡、機(jī)械設(shè)備挖掘后，對(duì)擋土結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)施初噴處理。但在工程施工實(shí)踐中，很可能因?yàn)楣芾砉ぷ鞑蝗?，?dǎo)致技術(shù)交底工作質(zhì)量偏低，挖掘類機(jī)械設(shè)備操作能力有限，作業(yè)階段衍生出分段分層的挖掘高程不統(tǒng)一等問題，以致挖掘后形成的邊坡垂直度、平整度不規(guī)則。在地形、地勢(shì)等因素的約束下，手工修復(fù)難以做到面面俱到，通常會(huì)聯(lián)合使用機(jī)械設(shè)備完成平整度的調(diào)整任務(wù)，若在驗(yàn)收不達(dá)標(biāo)情況下就予以初噴，則將會(huì)增加超挖、欠挖等情況發(fā)生的概率。

2.混凝土強(qiáng)度、厚度問題

干噴法噴射設(shè)施是深基坑支護(hù)施工階段噴射混凝土的常用裝置，該種設(shè)施有體積微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、能遠(yuǎn)程式運(yùn)輸、操作流程便捷、可以提前加入速凝劑以及連貫噴射等諸多優(yōu)勢(shì)，但在操作人員技術(shù)水平參差不齊、檢測(cè)及管控不到位等多種因素的制約下，造成混凝土出現(xiàn)較明顯的回彈現(xiàn)象。另外，工程建設(shè)階段若未能嚴(yán)格依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)配制混凝土、澆筑及振搗過程管理不嚴(yán)格、養(yǎng)護(hù)時(shí)間偏短等，均可能會(huì)導(dǎo)致施工后混凝土的厚度、強(qiáng)度指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求之間存在出入，降低深基坑施工質(zhì)量。

3.成孔注漿效果不符合設(shè)計(jì)要求

既往諸多資料記載，100～150mm鉆桿是深基坑支護(hù)階段常用設(shè)施，成孔深度通常為5～6m，部分工況下能拓展至10～30m。鉆孔前期要求施工人員整體分析工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況，預(yù)測(cè)不同土層內(nèi)鉆孔質(zhì)量存在差異的主要原因，殘?jiān)奂俺鲈煌耆浅煽鬃{階段常見問題，若不能及時(shí)解除，則將會(huì)直接降低基坑的注漿效果，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)會(huì)滋生出難以成孔、無法注漿、孔洞坍塌及插筋等情況出現(xiàn)。同時(shí)，如果注漿時(shí)的壓力不足或配料不準(zhǔn)確都會(huì)導(dǎo)致錨桿不能抵達(dá)預(yù)定部位等情況，勢(shì)必會(huì)降低深基坑建設(shè)質(zhì)量，特殊情況下需組織人力再行處置。

4.土層挖掘與邊坡支護(hù)問題

土方開挖技術(shù)的實(shí)施情況和組織管理該種質(zhì)量之間密切相關(guān)，若擋土施工對(duì)工藝技術(shù)含量提出較高要求時(shí)，通常會(huì)要求施工管理組織能力高于土方挖掘的難度系數(shù)。故而，大型水利工程建設(shè)階段，一般會(huì)指派專業(yè)施工隊(duì)伍駐場(chǎng)施工，且會(huì)簽訂兩個(gè)平行合同。但以上施工模式實(shí)施階段，會(huì)增加工程現(xiàn)場(chǎng)管理難度，很可能會(huì)引起項(xiàng)目建設(shè)工期拖延、土方挖掘流程混亂等情況。特別是在陰雨天氣下施工，可能不會(huì)顧及到擋土支護(hù)所用工作面的質(zhì)量問題，甚至沒有預(yù)留施工階段所需的操作面。

二、水利工程施工中深基坑支護(hù)施工的質(zhì)量控制

1.合理應(yīng)用基坑排水技術(shù)

挖掘深基坑階段，力爭(zhēng)做到實(shí)時(shí)調(diào)控對(duì)地下水的水位，并掌握排水設(shè)施的運(yùn)作狀況。在明溝排水施工階段，應(yīng)及時(shí)排出雨水、地面滲水、圍堰聚集的余水等，針對(duì)基坑中滯留的積水，要求在挖掘完基坑且圍堰成型后，快速將其排出至坑外，為基坑預(yù)留較充足的干燥固結(jié)時(shí)間，進(jìn)而為后續(xù)施工作業(yè)奠定可靠基礎(chǔ)。應(yīng)結(jié)合深基坑自體規(guī)格及挖掘深度、工程現(xiàn)場(chǎng)地形、土質(zhì)、建設(shè)工期及基坑進(jìn)水狀況等，擬定相匹配的排水方案，若斷定下游水位低于工程地勢(shì)，則建議選用自流排水法，不僅能保證基坑排水效果，還能協(xié)助施工單位降低工程建設(shè)成本；針對(duì)存留積水位置，可以選用開挖排水溝或借用水泵設(shè)施排出積水。具體實(shí)踐中，應(yīng)結(jié)合基坑建設(shè)實(shí)況，科學(xué)布設(shè)排水溝形式。在選定排水溝位置后，可以經(jīng)由基坑由高至低開挖，把基坑中滯留的水分導(dǎo)入集水井內(nèi)，而后利用水泵抽吸排出。

2.科學(xué)選用支護(hù)形式

深基坑支護(hù)階段可供選擇的技術(shù)類型較多，以內(nèi)支撐、懸臂式支護(hù)及拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)等較為常見，選用階段應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)截面、支撐規(guī)格及進(jìn)土深度等情況，系統(tǒng)測(cè)算分析后，依照各類支護(hù)形式特征及工程現(xiàn)場(chǎng)周遭環(huán)境、地下結(jié)構(gòu)特征、水文土質(zhì)等情況確定最后的支護(hù)形式。臨時(shí)施工是基坑支護(hù)基礎(chǔ)建設(shè)階段的常用技術(shù)類型，其安全性規(guī)劃設(shè)計(jì)情況和永久型工程之間存在本質(zhì)性差異。深基坑施工、土方挖掘難度均很大，且風(fēng)險(xiǎn)也較高，若不能保證施工過程的安全性，則很可能對(duì)施工人員生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。故而，在規(guī)劃設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)形式之前，需要施工人員綜合諸多因素比較分析不同方案的安全性、可執(zhí)行性，在工程現(xiàn)場(chǎng)條件許可時(shí)，可以使用自立式、拉錨式、水平拱圈等聯(lián)合支護(hù)方案，盡量少用或不用井格式支撐等密集復(fù)雜的支護(hù)形式，以從最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)維護(hù)深基坑施工過程的安穩(wěn)性。

3.擬編最適宜的施工工序

深基坑施工階段，若有一條完善、合理的施工工序做支撐，能在保證基坑施工質(zhì)量基礎(chǔ)上，減縮施工工期，協(xié)助施工單位取得更大的工程效益。深基坑支護(hù)施工工序繁多、復(fù)雜，對(duì)相關(guān)人員的技術(shù)能力也提出較嚴(yán)格要求。深基坑支護(hù)施工工序以前期準(zhǔn)備工作、修理邊壁、灌漿、鉆孔、地下連續(xù)墻以及排樁施工等較為常見。例如，在排樁施工階段，應(yīng)予以如下四點(diǎn)問題較高重視度：一是嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)圖紙，放樣樁位軸線點(diǎn)，并在專用儀器協(xié)助下予以測(cè)量；二是科學(xué)設(shè)定排樁成樁順序，建議選用跳挖隔樁施工法處理支護(hù)樁；三是加強(qiáng)施工期間所形成偏差值的調(diào)控，即依照工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求控制樁體內(nèi)徑、垂直度及安放部位的偏差；四是科學(xué)控制成孔樁底沉渣厚度，針對(duì)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)樁底沉渣厚度一般要求＜200mm。

4.利用信息技術(shù)實(shí)時(shí)簡(jiǎn)測(cè)

深基坑施工流程復(fù)雜，技術(shù)含量偏高，應(yīng)將信息技術(shù)用于施工全過程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工程建設(shè)質(zhì)量，將水利項(xiàng)目施工階段對(duì)周遭環(huán)境形成的不良影響降至最低。具體是采用信息技術(shù)于基坑及周遭設(shè)置數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)位點(diǎn)，構(gòu)建周密性的檢測(cè)，協(xié)助施工人員及時(shí)捕獲為宜、沉降等信息，分析相關(guān)問題的成因，在此基礎(chǔ)上采用適宜措施加以處理，確保周遭環(huán)境安全及施工過程順暢。

三、結(jié)語

水利工程深基坑施工階段，要嚴(yán)格控制各分項(xiàng)工程、各工序施工質(zhì)量，并以信息技術(shù)為支撐，及時(shí)采集施工數(shù)據(jù)信息，以此為據(jù)，合理調(diào)整深基坑施工方案。具體施工階段，還要求相關(guān)人員做好基坑自體及周遭環(huán)境的巡檢工作，早期發(fā)現(xiàn)隱患并及時(shí)予以處理，以保證深基坑施工作業(yè)安全、有效、有序推進(jìn)。