水工建筑的基坑开挖施工技术研究

张乃元

（广东省水利水电第三工程局有限公司，广东 东莞 523710）

一、前言

随着科学技术的不断发展和建筑行业的持续进步，水工建筑质量和建筑水平也获得了持续的提升。作为水工建筑基础建设工程项目之一，基坑开挖作业的质量与效率直接关系着工程项目的整体建设水平，因此，必须要加强对基坑开挖施工作业的重视，结合水工建筑建设的实际要求和设计方案，科学进行基坑开挖施工作业，保证工程项目的建设质量。

二、水工建筑基坑开挖施工概述

随着水工建筑建设项目越来越多，所面临的作业环境和地质条件也越来越复杂。常见的水工建筑地质包括砾石地基、岩石地基、土壤地基等，不同的地基条件有着不同的缺陷和强度。所以，在进行水工建筑项目建设之前，必须要对建设区域的地质环境进行系统科学的分析，明确地基主要的缺陷内容，并采取针对性的措施进行弥补和改进，保证地基的稳固性和可靠性，为后续施工的顺利推进奠定坚实的基础。其次，在开展水工项目作业期间，还需要加强对安全支护作业工序的优化，重点检查安全支护项目的可靠性和稳定性，避免工程进行期间出现坍塌事故，保证工程项目的建设强度和建设质量。同时，工程项目建设人员还需要加强对基坑开挖施工技术的重视，充分掌握基坑开挖技术所需要的各项理论知识和实践技能，严格按照规定和程序进行基坑开挖作业，保证水工建筑可以得到顺利的建设，降低工程项目建设成本，提高经济效益。[1]

三、当前水工建筑基坑开挖施工存在的问题和不足

水工建筑基坑开挖的质量直接影响水工建筑建设的稳定性和安全性，关系着项目工程的经济效益。在具体水工建筑基坑开挖施工技术应用时，仍然存在各种各样的问题，影响工程项目建设效率和质量。首先，在基坑开挖施工期间仍然存在严重的渗透问题，受到一些客观因素和施工因素的影响，地下水位会在水工建筑施工时发生变化，出现坝基坝肩的渗流问题而导致严重的建筑变形。其次，工程项目建设期间，地下水回水也会导致土壤出现盐渍化或沼泽化的变化，容易造成建筑结构失稳现象，影响工程项目建设的进度。另外，如果在水工建筑基坑开挖期间未能结合实际情况采取针对性的施工方案，导致后续运行和使用期间出现渗透，将会造成工程项目严重的破坏，引发建筑孔隙或裂隙。[2]

四、水工建筑基坑开挖施工技术要点

（一）选择适合的安全支撑结构

通常情况下，由于水工建筑根基较深，在实际施工期间容易存在坍塌的风险，影响工程项目的正常进行。因此，需要结合工程项目的具体情况，采取适合的支撑结构进行加固，以保证基坑开挖的稳定性。首先，工作人员可以利用板桩支撑方式以合理利用边坡压力，避免基坑内部过度积水，使得基坑可以按照设计要求顺利开挖。其次，利用板桩支撑方式使得基坑边坡得到进一步的加固。施工中多采用钢板桩和钢筋混凝土板桩的坂桩支撑材料进行加固，对于环境比较复杂，加固要求较高的基坑项目来说，可以联合其他的支护方式，充分发挥坂桩支撑结构的作用和价值，进一步提升支撑效果，保证工程项目强度。[3]

灌注桩结构也是水工建筑基坑开挖施工过程中常用的支护方法之一，灌注桩设置相对比较简单，支护成本较低，而且操作便捷快速，实际安装过程中也不会产生较大噪音。工作人员在进行灌注桩设置之前，需要结合水工建筑基坑开挖的具体要求，合理的选择支护方法。目前常用的灌注桩结构支护方式主要包括单层支护、双层支护和多层支护，如果基坑边坡过于松散，还需要预先进行边坡护面的处理，使用混凝土和钢丝网进行加固，防止施工过程中的坍塌问题。

（二）基坑排水作业要点

在施工过程中为了避免基坑作业受到积水的影响，需要采取有效的基坑排水方法，保持基坑内部的干燥和稳定，保证后续施工作业可以顺利进行。首先，在基坑开挖施工之前，需要在边坡开口线的外部开挖适量的截水沟，防止施工过程中开挖面受到水分长时间的侵扰而影响其支撑强度。内部的积水可以顺着沟渠自然排泄出去，使得基坑可以保持长期干燥的状态。其次，在施工过程中，工作人员也需要采取有效方式进行排水，施工期间基坑内的水流难以通过截水沟完全排除出去，工作人员可以构建临时挡水物质，设置软管将内部的水分排出到施工范围以外，并在工程的合理位置开挖集水坑和集水沟，设置潜水泵抽出集水坑当中的水分。在施工后期，需要将基坑内部所有的水分都排除干净。工作人员可以在混凝土浇筑项目外部设置集水井，使基坑内部的水充分流到集水井当中，并用抽水泵将集水井当中的水抽出到外部沟渠，防止基坑内部长时间受到水分浸泡而影响其结构强度。基坑集水井示意图如图1 所示。

图1 基坑集水井示意图

（三）岩基开挖技术要点

在进行岩基开发的过程中容易出现周边土体塌方和滑坡的问题，严重影响工作人员的生命安全，同时也会影响整个工程项目的进度，需要结合周边环境特征设置合理的支护方式进行加固和支撑。坂桩支护结构可以避免基坑受到水分的侵蚀，同时保证基坑侧面的稳定性，防止过大位移的产生。深层搅拌水泥土挡墙支护结构可以对周边的土体进行加固，施工过程中，将基坑四周的土体与水泥混合并进行搅拌，待凝结之后形成格状或者块状的连续墙体，适用于深度较小、面积较大的基坑工程。钢支撑施工技术一般集中应用在深基坑开挖作业的后续施工工序当中，能够有效控制基坑壁的厚度，满足施工设计要求，同时可以提高焊缝的稳定性，保证基坑开挖施工质量。工作人员在具体的施工期间，要结合工程项目的要求，选择适合的水工建筑基坑开挖施工技术和支护方法，在保证建筑强度和施工安全的前提之下，尽可能地降低工程项目施工成本，提高建筑施工效益。

目前水工建筑工程项目基坑开挖最为常用的方法便是爆破法，为了防止爆破过程中对周边建筑物和环境的影响，需要结合实际情况，针对不同位置采取适合的爆破方法，并做好周边环境的控制与保护，尽可能地减少爆破对周围的干扰，保证爆破工程可以顺利进行。表1为不同开挖部位所需要采取的爆破方式，以供参考。

表1 不同开挖部位采用的爆破方式

（四）软土地基开挖施工要点

1.淤泥软土地基施工

淤泥软土地基主要包括烂淤泥软土地基、加砂淤泥软土地基和稀淤泥软土地基，工作人员要根据软土地基性质的不同，具体情况具体分析。烂淤泥软土地基淤泥厚度较厚，粘度较大，很难脱离。在施工过程中，为了防止淤泥粘在器械上影响施工进程，需要先将器械浸泡在水中，或者使用特制的器械从烂淤泥边缘开挖，一直到挖出硬土，然后以出现硬土的位置为基点向周边延伸。稀淤泥软土地基含水量较大，流动性较强，为了保证工程项目的建设质量，施工过程中需要将干砂倒入稀淤泥当中并进行挤压，提高其硬度。若是稀淤泥的面积比较大，工作人员需要将其划分成不同的区域，然后逐块进行处理。针对加砂淤泥软土地基开挖工程，如果加砂淤泥比较厚，可以结合烂淤泥软土地基施工技术进行施工。如果加砂淤泥软土地基淤泥层比较薄，工作人员首先需要晾晒加砂淤泥软土地基的砂面，等待其表面凝结，然后进行开挖施工。注意施工过程中一层一层的开挖，直到挖完所有的加砂淤泥，注意控制加砂淤泥施工的顺序，防止砂层被挖乱而影响后续施工的顺利进行。

2.流砂软土地基的开挖施工

当基坑排水方法采取明示排水时，受到水的冲刷作用力的影响，会导致坑内细砂被带出而产生流砂，此现象主要产生于非粘性土的土质。在进行软土地基开挖过程中，首先需要排除软土地基砂基当中的水分，并封闭砂区，停止其流动。后续开始基坑开挖作业，如果软土地基的面积相对较小，工作人员可以直接采取护面的方式进行处理，常用的两种方式包括砂石护面和柴枕护面。砂石护面指的是将一些小石子和粗砂铺设在排水沟区域坡面上，在预防泥砂淤积的同时，也可以避免流砂对周边环境造成侵蚀。柴枕护面指的是将草木柴枕在坡面和流水沟上铺设以起到截段和过滤流砂的作用。

五、水工建筑基坑开挖施工策略

（一）做好施工之前的准备工作

水工建筑基坑开挖工程通常持续时间较长，体量较大，受到周边环境的影响较多，影响因素比较复杂，因此在工程项目开挖之前，工作人员必须要对当地的环境进行细致的勘查，明确地基环境特征、地质条件以及气候特点，并结合工程项目施工要求做好整体的布局与规划，出具详尽专业的设计图纸。要求施工人员能够严格按照设计图的要求和顺序开展施工，做好施工之前的技术交底工作。同时，安排专业人员在施工期间对现场进行监督和检查，做好详细的记录，根据工程项目的精度要求设立控制网，并预先设置临时排水措施，防止工程项目建设过程中受到水分的影响而降低工程质量。

（二）做好安全防护工作

水工建筑基坑开挖涉及到很多大型的设备以及危险的作业工序，因此施工现场存在很多的事故风险隐患，若不对其进行有效控制和处理，很容易引发安全事故，影响施工人员的生命财产安全。由此可见，必须要做好安全防护措施和风险控制工作，保证水工建筑基坑开挖可以顺利安全地进行。首先，在开工之前，安排专业人员到工厂项目建设地点进行危险排除工作，清除干净边坡表面的土方石和岩石，制定详尽完善的安全防护规章制度，包括护具穿戴制度和人员进场制度。要求与施工无关的工作人员包括其他工序的建设人员，严禁进入施工边线以内，并按照具体作业的要求穿戴好安全防护用具，做好施工现场的巡查工作，严肃处理不按照规章制度进行安全作业的工作人员。

六、结束语

综上所述，水工建筑基坑开挖施工质量直接关系着建筑工程项目的整体建设水平，为了保证基坑开挖施工可以顺利开展，需要做好基坑处理和支护工作，并根据实际情况开展排水作业以保证基坑的稳定性，使得基坑开挖各项技术指标能够达到设计要求，为后续工程项目的建设奠定坚实的基础，提高工程项目建设经济效益，促进建筑行业的持续发展。