基于水工建筑的基坑开挖施工所需措施分析

成翠玲

【摘要】在水工建筑工程施工过程中，基坑开挖是否成功，将会对整个工程的施工效果造成最为直接的影响，而基坑开挖不仅需要对工程的计算量进行严格客观的计算，还要制定出较为完善的施工方案，一旦基坑质量存在问题，很容易造成建筑物发生开裂等问题，从而影响建筑物的正常使用和寿命。本文针对水工建筑工程中基坑开挖过程中所需的各项技术措施进行了分析，并提出了具有针对性的对策建议。

【关键词】水工建筑；基坑开挖施工；措施分析

【 abstract 】 in hydraulic structure in the process of project construction, excavation is successful, it will be able to the whole of construction of the project is the most direct result, while the effect of foundation pit excavation of engineering needs not only the amount of calculation for the calculation of strictly objective, and work out the more perfect construction scheme, once the foundation pit some quality problems, is very easy to create the building happen the problem such as craze, which affects the normal use of buildings and life. This article in view of the hydraulic construction project in the process of foundation pit excavation in all the necessary technical measures are discussed, and some have pointed countermeasure.

【 key words 】 hydraulic structure; Foundation pit excavation construction; Measures analysis

中图分类号: TV551.4 文献标识码：A文章编号：

随着我国社会经济的快速发展，我国的建筑行业也获得了前所未有的发展空间，各类工程建筑项目的数量呈现出了逐年上升的趋势，其中，水工建筑工程就是最具代表性的一种。水工建筑工程中的地基通常可以划分为砂砾石地基、土壤地基和岩石地基三种，因为工程施工的水文地质和工程地质条件会对整个水工建筑工程的施工质量造成直接的影响，所以，在进行基坑开挖时，必须对工程的施工条件进行严谨的分析，并制定出具有针对性的施工方案。由于天然地基通常会存在不同形式和不同程度的自然缺陷，因此，在进行建筑施工前，必须对施工部位的地基进行一定程度的人工处理，使其具备足够的耐久性、抗渗性、整体性和强度，从而为水工建筑工程的施工质量打下良好的基础。

一、岩基开挖所需的措施

坝基开挖是整个基坑开挖施工中一个关键性的环节，这一施工环节将会对整个基坑开挖的安全、进度和质量造成直接的影响，所以，在施工过程中要解决好下述几项问题：第一，选择合理的开挖技术，保证开挖的质量。岩基开挖的最常用的措施是钻孔爆破法。在坝基岩石开挖前，使用分层的梯段式松动爆破；在边坡的轮廓面实施基坑开挖，使用预裂爆破成光面进行爆破；在相近的水平建基面上，预设岩体保护层，采用分层式的爆破方法，将保护层完全爆破。对于开挖偏差的具体要求包括：对于节理裂隙中硬和坚硬的岩体，以及发育、较发育和不发育的岩体，水平建基面开挖的高程偏差要控制在20cm之内；边坡轮廓面的设计开挖偏差，在一次钻孔深度开挖时，要控制在挖高度的2%左右；在分阶段开挖时，整体边坡平均坡度和最下阶段坡脚位置的偏差都必须完全符合设计需要。第二，选择适当的开挖形态和范围。基坑开挖的范围通常由水工建筑物工程的平面轮廓所决定，同时，还必须满足支撑、立模、施工排水、道路布置和机械运行等的需要。放宽范围通常在几米至十几米之间，且具体的放宽范围要依据实际情况而有所不同。基岩面开挖后，要尽量保持基岩面能够适当向上游倾斜，但高差不能过大，且要尽量平整，只有这样才能够保证水工建筑物的牢固性和稳定性，从而防止基岩的应力集中和出现尖突。第三，安排合理的开挖程序。由于水工建筑基坑开挖会受到施工空间、时间和地形等的限制，因而水工建筑物中的基坑开挖施工较为集中，且施工中的安全问题较为突出、工种多且复杂。所以，整个的基坑开挖程序基本应遵循先岸坡后河槽、自上而下的原则。若河床较宽，还可以适当选择在岸坡和部分河床处进行平行作业，但要采取严格的安全控制措施，且无论是岸坡还是河床部分，都要实施逐步下降、分层开挖、内上而下的开挖顺序。第四，做好基坑开挖排水工作。围堰实施闭气后，要立刻将围堰渗水和基坑积水全部排除干净，并铺设好排水设备，建立排水系统，保证实现边排水、边下挖基坑，尽量控制和降低基坑内的水位，以防止积水干扰基坑开挖的顺利进行。

二、软基开挖所需的措施

软基开挖的施工措施大体上与普通土方开挖措施相同，但由于施工的地基条件较为特殊，因而，具体的施工技术会有所不同。

一方面，软基开挖地基处会存在较多的淤泥，这些淤泥通常具有人无法立足、水分多、颗粒细的特点，所以，要根据淤泥情况的不同，采取不同的处理措施。

第一，稀淤泥。这类淤泥的特点是装筐易漏，此挖彼来，流动性大，含水量高。所以，若稀淤泥层面积很小且很薄，则可先倒入干砂，利用挖掘机或其他吊装机械运输砂料，使其进占挤淤，将淤泥变为土埂，再进行挖除作业，由于稀淤泥含水量高，在进占挤淤时会有丰富的水分沥出，因此施工时须在开挖场地四周设置排水沟及集水井（尺寸视实际水量而定，但一般排水沟尺寸不小于500×500cm，集水井尺不小于1000×1000×1000cm），沥出水分集中到集水井后立即由泥浆泵抽排，以保证工作面干爽以达到淤泥变土埂的目的。若淤泥面积较大，需要填筑大量的土埂，则可实施分区治理，防止淤泥乱流；若淤泥面积广、深度大，则可在淤泥处实施分区围埂，将淤泥排入周围挖掘好的深坑内。

第二，烂淤泥。这类淤泥具有粘锹不易脱离，锹插难拔，熟稠，含水量小和淤泥层较厚的特点。所以，在进行开挖时，可先在锹上沾水，从而防止淤泥粘锹，还可选择五股钗或三股钗来替代淤泥进行开挖作业。

第三，夹砂淤泥。这类淤泥中通常会有几个或单一的夹砂层，若淤泥层较厚，则可选择前述的几种挖除方法；若淤泥层较薄，则可先把砂面完全晾干，达到能够站人的程度，再进行挖除。在挖除淤泥时，可将下层的淤泥同时挖除，使新砂面完全暴露，而不能把夹砂层挖混，从而给基坑开挖工作带来困难。

第四，机械开挖淤泥的措施，在淤泥开挖过程中施工机械的选择、施工道路的结实与否犹为重要，而于淤泥基础上施工道路的修筑及养护更是影响能否顺利施工的关键。土方开挖机械一般为挖掘机挖装、自卸型运输车运输，由于在淤泥区作业，故开挖施工前可考虑在满足进度要求前提下选用较小型号的机械以降低其自重减少对道路及工作面的破坏。

淤泥的机械开挖：1、挖掘机械的选型，淤泥地块一般地处地势较低洼地带，所以选用反铲挖掘机机以便于开挖装卸。在开挖机械选型时应按高、低搭配，高（大）型号机械负责常规淤泥挖装，低（小）型号的在高（大）型号机械不能或难以到达的地方可作补充及辅助。例如：选用日本小松PC200及PC120型反铲挖掘机作高低搭配的淤泥开挖机械，PC200型作主力开挖机械，PC120型辅助。2、运输车辆，一般运输车辆为6轮轻型和10轮重型自卸车，车辆的选择亦选用高低搭配。3、淤泥的开挖，与常规的土方开挖不同，淤泥开挖水量大、易塌方。施工中分层开挖、一次开挖深度不能过深，要控制是2.0m范围内，必要时在施工道路及基坑边沿打设松木桩及木板或砂包作围护；开挖基坑中要及时排水，在基坑边沿设置排水排及集水井，采用泥装泵将积水强排至工作面以外，保证基坑无积水。

另一方面是泉眼的治理。泉眼的产生主要是由于基坑排水较为困难，导致地下水局部渗入薄弱的土层中，并流出地面，或是由于地基深层承压水击穿土层所导致的。泉眼问题通常发生在基坑开挖的地质钻孔部位。若泉眼水是清水，则可直接将水引向集水井，并排出基坑；若泉眼水为污水，则可先抛铺一层石子和一层粗砂，使其达到过滤污水的作用，浑水变为清水后，再利用上述清水排除方法，将清水引入集水井，并排出基坑；若泉眼处在水工建筑物的底部，则首先要在泉眼上层铺设一个砂石过滤层，在泉眼中插人铁管，从而将泉水引出，并浇筑在混凝土层上，最后使用较干的水泥砂浆把排水管完全堵塞。

最后，流砂的处理。使用明式开挖排水基坑时，由于存在较大的水力坡降，会导致渗流挟带细砂从坑底向上冒 ，或者是在边坡上出现流土、管涌等现象，这一现象就叫做流砂。流砂现象通常发生在非黏性土层中，主要与砂土的动水压力、黏粒含量、空隙率和含水量等因素有关，在中砂和细砂中也较为常见常，治理流砂的主要方法是处理好“排”与“封”的问题。“封”即是将开挖区的流砂封闭起来；排”即是及时将流砂层中的水排出，降低含水量和水力坡度。若坑底翻砂冒水，则可在较低的位置挖沉砂坑，将竹筐或柳条筐沉入坑底，水进筐内而砂被阻于其外，再然后将筐内水排走。然而，对于被面流砂来说，当土质允许且流砂层较薄时，则可采取开挖方法，通常放坡比例为1:4至1:8不等，但要同时扩大开挖面积，增加工程量。因此，基坑开挖中，常采取以下措施进行治理。当挖深不大、面积较小时，可以来取护面措施。第一，柴枕护面。在坡面上设置爬坡式的柴枕，坡脚设排水沟，沟底和两例均铺柴枕，以达到滤水拌砂的效果。若基坑坡面较长、基坑挖深较大，则应采用柴枕拦砂的方法，即在坡面渗水范围的下侧打入木桩，桩内叠铺柴枕。第二，砂石护面。在坡面上先铺一层粗砂，再加适量的小石子，每层厚度在7cm左右，形成一个反滤层，坡脚挖排水沟，也设置相同的反滤层。这样不仅能够防止渗水流出时挟带泥沙，而且能够防止坡面径流冲刷。

三、总结

综上所述，在水工建筑工程的施工过程中，基坑开挖的质量会对整个工程的质量造成直接的影响，若基坑开挖存在质量或设计问题，则会严重影响工程施工的质量和建筑物的使用寿命。因此，在进行水工建筑工程施工前，设计人员和施工人员都对施工地点的水工条件和地质条件进行严格的勘察，对存在的各项地质问题进行针对性的人工处理，使其具备施工所需要求，从而为整个施工的顺利进行提供保障，同时，要采取适当的建筑施工技术和措施，以保证水工建筑工程基坑开挖的质量。

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