淺談深基坑支護在水利工程中的應(yīng)用

張榮軍

［摘 要］近年來，伴隨著水利工程技術(shù)水平的提高，深基坑支護技術(shù)取得了長足發(fā)展，從早期的放坡開挖發(fā)展出多種支護方式。本文以具體的水利工程為例，分析不同基坑支護形式在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性，以期為深基坑支護在實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；水利工程；應(yīng)用

［中圖分類號］TV74文獻標志碼：A

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

1 深基坑支護相關(guān)概念

1.1 深基坑支護的特點

在對深基坑支護進行設(shè)計的過程中涉及大量力學(xué)知識，根據(jù)實踐可知，基坑的平面形狀和深度都會對周邊圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，在基坑深度增加的過程中，其對周邊支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響也會隨之增加，隨著時間的推移，支護結(jié)構(gòu)的巖土應(yīng)力也會不斷增加，導(dǎo)致土體強度降低，進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為臨時性工程，具有適應(yīng)性、綜合性及區(qū)域性等特點，在對支護進行設(shè)計的過程中，應(yīng)遵循持久、方便、簡單、經(jīng)濟及安全等原則。由于基坑支護工程實際施工過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)計技術(shù)所涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，在設(shè)計過程中應(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題，進一步提高設(shè)計水平，且在管理、施工以及設(shè)計過程中，應(yīng)聘請專業(yè)技術(shù)人員，使支護作業(yè)的安全性和有效性得到進一步提高。除此之外，在對深基坑支護進行設(shè)計的過程中，應(yīng)采取有效的設(shè)計方案和科學(xué)的設(shè)計理念，嚴格按照規(guī)范要求進行設(shè)計，進一步提高深基坑支護整體施工質(zhì)量。

1.2 巖土工程中深基坑支護的設(shè)計及技術(shù)要求

1.2.1 深基坑支護的設(shè)計要求

深基坑支護設(shè)計是水利工程的重要組成部分，如深基坑結(jié)構(gòu)存在滑動、歪倒及傾斜等問題，則說明深基坑支護已經(jīng)到達極限承載力，若在這種狀態(tài)下仍對深基坑實施開挖施工，則會對支護結(jié)構(gòu)造成較大的影響，從而產(chǎn)生較大的安全隱患。因此，深基坑支護設(shè)計應(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 深基坑支護的技術(shù)要求

在對深基坑支護進行施工時應(yīng)遵守技術(shù)要求，在此過程中，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)進行整合和計算，以相關(guān)施工規(guī)章和要求為基礎(chǔ)實施施工，進一步提高深基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性、合理性及科學(xué)性。在施工時，施工單位還應(yīng)注意水利工程防滲漏問題，對其進行防水處理，使水利工程的穩(wěn)定性、可靠性得到進一步提高。

2 深基坑支護形式

2.1 土層描桿施工

在深基坑保護的實際施工過程中，要對地下建筑的全部圍護結(jié)構(gòu)進行鉆井施工，而且在施工中鉆進的洞口直徑和孔深均要與建筑設(shè)計要求相一致。同時，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］。通過這些施工方法可以大大提高建筑品質(zhì)。此外，在對地下建筑圍護結(jié)構(gòu)實施鉆進作業(yè)的時候，還必須重視孔壁、孔深和樁點之間的關(guān)系，需要確定其高度，并且在每個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，所以一般在進行水利施工時，針對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程深受土質(zhì)條件的影響，在施工過程中的各種技術(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，此方式在國際上已被普遍使用。隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和建筑技術(shù)的進步，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)時的擋地建筑圍護結(jié)構(gòu)，也可作為擬建工程項目主要結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，通過結(jié)合有效的總體設(shè)計方法，使其在很好發(fā)揮基礎(chǔ)功能的同時，還能夠很好地抑制軟土地層的結(jié)構(gòu)變化等問題的發(fā)生。

2.3 土釘支護施工

土釘支護措施可以有效提高深基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在具體的工程實施方案中，針對實際的技術(shù)問題選擇最合理的方式實施土釘支護措施，其首要目的就是確保土釘具有一定的拉伸強度和適當(dāng)?shù)膹姸?，不僅要確保土釘質(zhì)量和深基坑保護的標準相符合，還要開展現(xiàn)場的檢驗作業(yè)，如對土釘進行拉拔等，唯有如此，才能提高深基坑保護開挖的效率，更要通過科學(xué)計算土釘支撐的方法嚴格控制水泥比例進行澆筑，提高澆筑效率，以便更合理地進行深基坑邊坡保護。

當(dāng)深基坑支撐工程建設(shè)的地基體積相當(dāng)大時，為了確保建筑施工的順利進行，提高建筑施工的質(zhì)量，通常要求采取分段、分層、劃塊進行和對稱的方法實施作業(yè)，或邊開挖邊進行施工來保證實施質(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間過長、工程基土易被周圍地下水浸潤以及受到陽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，進而嚴重影響建筑施工質(zhì)量［3］。深基坑支護施工中最關(guān)鍵的步驟便是處理好深基坑支護的地下水管理問題。對深基坑施工地下水進行管理的傳統(tǒng)方法主要有排放和止水兩種。但在具體的施工過程中使用何種方法來緩解現(xiàn)場的地下水管理問題完全取決于施工過程時建筑現(xiàn)場的地理環(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的發(fā)展，近年來，我國普遍采取以沖孔樁、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、保證工程實施質(zhì)量等方面取得了很好的效果。

2.4 護坡樁支護技術(shù)

護坡樁施工技術(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)用過程中需要借助螺旋鉆機進行鉆孔，以保障鉆孔深度能夠符合相關(guān)施工要求。需要注意的是，鉆孔過程中必須遵循“由下至上”的順序，之后注意對注漿工作進行完善，且注漿過程必須持續(xù)細致地關(guān)注地下水位有無變化，以免出現(xiàn)塌孔等不良情況。與此同時，應(yīng)該協(xié)調(diào)規(guī)范設(shè)計與實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，也需同步開展鋼筋籠及骨料的投放工作，之后再開展高壓補漿操作，以確保護坡樁施工技術(shù)的實際作用得到充分發(fā)揮。

3 水利工程深基坑支護中的主要問題分析

3.1 深基坑支護結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)設(shè)計不合理

在對水利工程中的深基坑進行支護施工的過程中，如果應(yīng)用到其中的支護結(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，便會失去其應(yīng)有的支護效果，從而對結(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。之所以會出現(xiàn)這樣的情況，最主要的原因便是基坑支護結(jié)構(gòu)物理參數(shù)設(shè)計不夠合理［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，使得施工之前的準備工作難度較大，如果相關(guān)單位對此不能夠做到因地制宜，而是根據(jù)以往的經(jīng)驗來進行支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，便會導(dǎo)致其支護結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)與實際工程標準不符，同時也無法適應(yīng)施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境。就目前來看，內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等參數(shù)設(shè)計不合理，或者是在深基坑開挖過程中并未對土體結(jié)構(gòu)的實際受力進行計算與確認，這些都會對支護結(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，也會導(dǎo)致深基坑支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，從而對整體施工質(zhì)量造成不良影響。

3.2 施工不規(guī)范

在進行深基坑支護作業(yè)過程中，施工全過程必須完全符合設(shè)計圖紙內(nèi)容，以保障施工效果與設(shè)計要求完全符合，能夠為深基坑的施工質(zhì)量提供保障。但在實際施工過程中，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，無法完全按照施工圖紙內(nèi)容落實各項施工措施，導(dǎo)致施工不規(guī)范情況越來越顯著，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質(zhì)量控制措施分析

4.1 深基坑支護方案的合理制定

在水利工程的深基坑支護中，設(shè)計方案的合理制定至關(guān)重要，尤其是支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，更是直接關(guān)系到其支護作用的發(fā)揮以及深基坑的安全?；诖耍趯χёo結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，相關(guān)單位一定要提前做好工程現(xiàn)場的勘查工作，明確現(xiàn)場的實際條件，并結(jié)合工程概況，對深基坑開挖中的土體結(jié)構(gòu)及其土方等做到全面明確，然后根據(jù)最不利的條件對支護結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。在此過程中，設(shè)計者一定要充分注重對支護結(jié)構(gòu)各項參數(shù)的計算，使其與實際的工程標準相符，并確保其環(huán)境適應(yīng)性。為有效確保支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，相關(guān)單位可引入BIM技術(shù)來進行三維建模和現(xiàn)場施工模擬，以便及時發(fā)現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題并調(diào)整參數(shù)偏差，以此來確保支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，使其支護作用得以充分發(fā)揮。另外，在具體的支護施工過程中，管理人員一定要加強整個施工過程的組織管理，對于應(yīng)用到支護結(jié)構(gòu)施工中的施工材料、機械設(shè)備、工藝流程、施工方法等，都需要做到嚴格控制，使其與工程設(shè)計相符。同時，要安排專人做好環(huán)境監(jiān)測工作，以便及時對發(fā)現(xiàn)的問題或異常做出積極應(yīng)對。通過這樣的方式，才可以有效確保深基坑支護施工質(zhì)量，最大限度避免結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計不合理所導(dǎo)致的一系列問題，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)勘查報告可以為設(shè)計及施工提供重要保障，地下水位及土層分布等每項數(shù)據(jù)都與支護施工技術(shù)的選用和支護結(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)對現(xiàn)場地質(zhì)及水文等方面的資料進行全面掌握，以此為前提對施工圖紙及建設(shè)方案實施編制和設(shè)計作業(yè)，施工工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，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)性較強的勘察工作人員實施地質(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。在實際勘察過程中，不僅需要科學(xué)合理地設(shè)置勘察點，并且要使勘察數(shù)據(jù)的準確性得到顯著提升，這樣可以為順利開展后續(xù)施工工作奠定扎實基礎(chǔ)。

4.3 嚴格控制材料質(zhì)量

在深基坑施工作業(yè)的過程中，需要應(yīng)用多種不同的施工材料，鑒于施工材料的質(zhì)量對工程整體質(zhì)量產(chǎn)生著重要影響，所以必須嚴格控制材料質(zhì)量［5］。在進入施工階段之前，需制定細致的材料采購方案，由采購部門按需開展采購工作，要求各項材料的性能、規(guī)格均與采購方案內(nèi)容相符合；采購過程中則應(yīng)充分了解材料市場的實際情況，堅持落實“貨比三家”的采購原則，盡可能選擇質(zhì)優(yōu)價廉的材料，以能夠在提升施工材料質(zhì)量的同時將采購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)聲譽良好的廠家或供應(yīng)商；針對各項材料開展現(xiàn)場的質(zhì)量檢測工作，確認其與相關(guān)要求相符合方可簽訂采購合同。在施工材料入場之前，應(yīng)該明確材料的合格證等各項證明齊全，同時針對材料進行抽檢，只有抽檢結(jié)果與相關(guān)要求相符才可將材料運輸至場內(nèi)。

5 結(jié)束語

深基坑支護技術(shù)在水利工程中得到了廣泛運用，但在實際施工過程中，由于深基坑支護屬于臨時工程，施工費用較高，對整個工程的造價影響較大，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形式，使之兼具技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性。同時，必須重視對深基坑支護結(jié)構(gòu)施工全過程的控制，保證施工條件與設(shè)計條件一致，及時檢驗施工質(zhì)量，加強后期監(jiān)測，以保障水利工程的整體施工質(zhì)量。

參考文獻

［1］戴遠志. 房建深基坑工程施工質(zhì)量安全管理探究［J］. 居業(yè)，2021（11）：186-187.

［2］張云騰. 談深基坑工程施工技術(shù)難點及其質(zhì)量管理［J］. 居舍，2021（28）：49-50.

［3］宋純剛. 深基坑工程施工技術(shù)難點及質(zhì)量管理措施［J］. 工程技術(shù)研究，2021，6（18）：168-169.

［4］高阿蒙. 建筑深基坑工程施工技術(shù)及安全管理對策分析［J］. 中國住宅設(shè)施，2022（2）：121-123.

［5］韓斌. 建筑深基坑工程施工技術(shù)及安全管理對策分析［J］. 房地產(chǎn)世界，2021（11）：98-100.