水工建筑基坑开挖施工技术要点探究

谢伟志

（梅州市威华水利水电建设工程有限公司，广东 梅州 514600）

0 引言

水工建筑基坑开挖是水利工程建设中不可或缺的重要环节，其施工技术的优劣直接关系到后续工程的质量和进度。因此，对水工建筑基坑开挖施工技术的深入研究和探讨显得尤为必要。本文将结合实际工程施工经验和学术研究成果，对水工建筑基坑开挖施工技术要点进行探究和总结，以期提高工程的施工效率和质量。本文主要从四个方面进行梳理和阐述，首先介绍基坑开挖的概念和工程背景，其次探究水工建筑基坑开挖的施工技术要点，包括地质环境和工程设计、材料选用、开挖方法和工艺、安全和环保等方面，然后分析出现的问题及时处理的重要性，最后进行验收和记录的意义及其实施要求，结合实例进行说明。本文将为水工建筑基坑开挖施工技术的研究和应用提供参考，具有一定的理论和实践意义。

1 基坑工程特点

基坑工程是建筑施工和土木工程中的一个重要分支，其主要任务是为建筑物、道路、桥梁等大型工程的地基部分提供支撑和保障。基坑工程具有以下特点。

（1）建设周期长。基坑工程通常是工程开工之前必须完成的一项重要任务。由于基坑的深度和复杂性，通常需要较长的时间才能完成。因此，基坑工程的建设周期较长，一般在数月到数年之间。

（2）设计难度大。基坑工程设计的难度很大，需要考虑到地基的各种因素，如土壤质量、水位、潜在地震等。同时还需要考虑到施工过程中可能遇到的困难，如岩石破碎、地下水泉等因素。

（3）施工技术复杂。基坑工程的施工技术非常复杂，需要配备大量的专业技术人员和设备，例如挖掘机、大型吊装设备等。同时，由于基坑周围环境的复杂性，施工过程中需要采取各种预防措施，如加固边坡、排水等。

（4）施工风险高。基坑工程的施工风险很高，如地质环境变化、坑底状况变化、周边建筑物损害等，这些都可能对后续工程造成不可逆的损害。因此，施工过程中需要严格的安全措施，并配备专业的安全技术人员和设备。

（5）费用高昂。由于基坑工程的复杂性和施工难度，建设基坑所需的费用通常很高。这包括了工程设计费用、施工费用、设备费用等。同时，由于基坑工程通常是整个工程的开端，如果出现问题，可能会对后续工作造成巨大的影响，进而造成更高的经济损失[1]。

2 水工建筑基坑开挖施工技术分析

2.1 岩基开挖方法的选择

岩基开挖是在矿山、水力工程、建筑工程和交通工程等领域中广泛使用的方法之一。选择正确的岩基开挖方法可以确保施工过程的安全性、效率和成本控制。一般来说，岩基开挖的方法选择应考虑以下7 个方面。

（1）岩体特性。在选择岩基开挖方法时，需要首先了解地质条件和岩体特性，包括岩石种类、坚硬程度、裂隙密度和配合力等。这些特性会影响到岩石的爆破性能和力学行为，从而影响到岩基开挖方案的选择。

（2）岩石开挖难度。岩石开挖难度是指岩石开挖所需的力量和时间。据此可以选择爆破、机械开挖或人工开挖等方法。

（3）爆破的优点在于可以快速、高效地破坏岩石，但是需要大量的预备工作，以确保安全并防止环境污染。

（4）机械开挖的优点在于可靠性高，勘探量大，且效率高。然而，对于非常坚硬、耐磨的岩石，可能需要考虑其他的机械设备。

（5）人工开挖的优点在于适用于小规模土方工程或小型岩石开挖，而且不需要很多的设备。

（6）工程需求。开挖方法的选择还应该考虑到所需的工程尺寸和类型。对于大规模的挖掘工程，如隧道和水利工程，可能需要多种方法的组合来实现开挖和支撑立法。

（7）环境因素。所有的岩基开挖活动都可能会引起环境污染和安全隐患，因此工程管理人员需要考虑环境因素[2]。他们应该选择具有环保功能的爆破设备和其他开挖设备，以保护周围环境和地球。

在实际的岩基开挖工作中，以上四个方面都需要深入研究和评估，才能选择最适合的方法。岩基开挖的方案应该尽可能符合工程需求和环境保护要求，同时注意施工过程的安全性和成本控制。

2.2 基坑开挖注意事项

基坑开挖是建筑施工的一项重要工程。开挖前需要进行详细的方案设计和技术评估，以确保施工过程安全、高效、精确地完成。以下是基坑开挖的注意事项。

2.2.1 堆场管理

在基坑开挖前、开挖中和开挖后都需要进行堆场管理，减少土方外溢和垃圾清运问题，确保现场干净和安全。同时在开挖现场周边设置警示带和防护设施，避免事故发生。

2.2.2 开挖设计

开挖设计是对基坑开挖过程中不同的条件所进行的规划。开挖设计的目标是确保基坑在开挖的过程中不发生失稳等安全事故。设计需要考虑基坑开挖的形状、深度、坡度、梯度、支撑结构等因素，以及土质，水位等因素。

2.2.3 基坑支撑

在基坑开挖时，基坑的支撑结构是必不可少的。通常使用桩、桩基础、支撑墙等方法来实现基坑支撑。基坑支撑需要考虑土体、降雨、灌水等因素的影响，保证基坑的稳定和安全性。

2.2.4 环境保护

基坑开挖过程中，土方和建筑垃圾是必然产生的。这些污染物对环境、并且会对周围的居民及过往车辆带来影响，需要严格控制。需要同步进行垃圾清理和环境保护工作，做到尽可能减少对环境带来的负面影响。

2.2.5 施工安全

基坑开挖是施工现场风险较高的工作之一，因此施工安全至关重要[3]。需要设置明显的警示标志，严格遵守安全操作规程，确保工作人员在安全的状态下进行施工。同时，应配备足够数量的安全部门，实施好安全管理制度。

2.3 流砂软基的开挖施工技术

流砂软基是土质较松散、含水量大的一种软弱地基，其开挖施工需要特别注意，否则很容易导致地基沉降、坍塌甚至事故发生。针对流砂软基的开挖施工技术主要包括以下方面。

首先，应先进行场地勘验，掌握地质环境特征。在工程实施前，需要进行细致的勘验和分析，掌握砂土的性质、含水量、深度等信息，对工程施工的影响进行预判和评估，为后续施工提供可靠的数据和依据。

其次，应选择适当的机械和工具，进行开挖。针对流砂软基，需要选择适当的挖掘机和铲斗等设备，以确保施工效率和安全性。同时，在挖掘过程中，要保持机械的平稳性，避免对基础造成冲击和振动，导致基础变形和破坏。在开挖过程中，要及时清理沙土，保持现场清洁，并适时进行加固。在流砂软基中作业时注意增加加固结构，比如钢筋混凝土加固墙等。有必要时，可以采用加固件等手段来对开挖区域的土体进行加固，提高边坡稳定性。

最后，施工完毕后应及时巩固和修复，保证开挖区域的稳定和安全性。针对流砂软基，做好支护工作必不可少，普通的夯实方法无法很好地解决问题，要使用护壁或者钢板墙加固支护，以保障地基的稳定性。

综上所述，流砂软基的开挖施工技术需要注意以上细节，在加强监测以及配合严格施工，才能确保安全、高效地完成任务。

2.4 边坡保护措施

边坡是山区公路、铁路、城市道路、桥梁等建设中难以避免的结构，但由于受到各种自然因素和人为活动的影响，边坡安全易受到威胁。因此，在边坡的设计、施工和维护过程中，必须采取一系列措施，以保障边坡的安全稳定。以下是边坡保护措施的详细描述。

2.4.1 边坡基础处理

坡顶。对边坡顶部需要进行排水、防渗、加固处理，以避免因水土流失和渗漏而导致的滑动、坍塌等情况发生。

坡面。对边坡的坡面要进行开挖、整理和加固处理，以保持边坡表面的平整和坚实。

坡脚。边坡脚部要进行排水和防渗处理，以保证地基干燥和稳定，避免因水文因素导致的边坡变形和松动。

2.4.2 边坡加固处理

加固手段主要包括植被加固、钢筋混凝土结构加固、石方加固和挡土墙加固等。植被加固能够增加边坡的抗冲击性和固定性，钢筋混凝土结构加固可以提高坡面强度、抗风、稳定坡体，石方加固能够巩固边坡表面，挡土墙加固能够减轻坡面压力和错位变形等[4]。

2.4.3 边坡监测与维护

建设成后，对边坡进行定期监测，发现问题及时采取修整和加固的措施。在经营过程中做好施工的、维护的、监护的加强等措施，并保持表面的清洁和整洁。图1为边坡防护。

图1 边坡防护

2.5 基坑支护的地下水控制给排水设计

基坑支护在建筑工程中场地特殊复杂，设计施工难度大，其中，地下水控制是至关重要的环节之一。地下水对基坑支撑体的稳定性和施工质量起着非常关键的影响。因此，对于基坑支撑设计来说，给排水设计显得尤为重要。地下水控制给排水设计的主要目的是控制基坑周围地下水的涌入量和排水量，维持基坑内部的稳定水位，保证基坑施工的安全和有效进行。在地下水控制的过程中，可以采用预留降水带、加固侧壁、设置隔离帷幕等常见的手段来达到控制地下水和排水的目的。在具体实施方面，给排水设计可采用二次回灌、负压降水、泥浆壁、及时加固侧壁、及时收集和清理成果物等方法。其中，二次回灌可以通过逐步注入水分来逐渐将地下水的压力逐步平衡，形成合理的地下水平衡状态[5]。负压降水可以采用抽吸泵的方式将被控制水位以下的地下水抽入抽吸泵并加以处理，使之达到目的水平。泥浆壁通过高压注浆机将高强度泥浆注入基坑侧壁，形成有一定强度的支护形成，达到支护和防渗的目的。

3 基坑开挖安全保护措施

基坑开挖是建筑中的一个重要过程，因其施工工序复杂，涉及地质、材料、设备等多方面因素，存在一定的安全隐患，因此需要在开挖过程中采取一系列保护措施，保障工程施工安全，以下是常见的基坑开挖安全保护措施。

（1）制定科学的施工方案和安全方案，明确各项工作责任，确保施工过程的安全。

（2）在开挖前进行现场勘测，了解地下管线、地质条件等相关情况，并加以标注，避免因开挖过程中误伤地下管线和地质隐患而引起的安全事故。

（3）根据地质条件和工程要求，选择合适的开挖方式和方法，如倾斜支撑式、板壳支撑式、预制构件支撑式等，确保施工过程的稳定。

（4）针对基坑边坡可能发生的滑坡、塌方等安全问题，进行边坡稳定设计和加固措施，以保证施工安全。

（5）根据开挖深度以及地质条件，采取合理的通风、脱水措施，避免不良气体和井水的滞留而引起的安全事故。

（6）加强施工场地封闭管理，设置围挡和警示标识，禁止未经批准的人员和车辆进入施工现场。

4 结语

水工建筑基坑开挖施工技术是水利工程建设中的关键技术之一，其安全、高效的施工过程将直接影响水工建筑的工程质量和施工进度。在实际工程中，基坑开挖施工过程中需要针对不同的地质条件，选择合适的施工方案和开挖方式，并加强监管和管理，确保施工安全。从技术层面而言，水工建筑基坑开挖的施工技术要点主要包括：选定合适的机械、加强开挖前的地质勘察以及方案设计、施工期间的边坡加固及施工场地管理、防止地下水涌入等。在复杂的水工建筑施工中，开挖深度、地下水位等因素的影响让施工变得危险与艰难，反复调整方案、引用先进技术不仅是解决问题的重要手段，也是提升水工建筑施工水平的必由之路。总之，水工建筑基坑开挖施工技术要点的探究和完善既是基坑工程高质量施工的保障，也是提升水利工程建设的核心需求。只有在不断的实践和探索中摸索出切合实际的技术方案，并严格按照技术要求进行施工，才能保证工程质量和效率的双赢，为水工建筑的快速发展注入新的活力。