深基坑支护技术在水利工程中的应用

深基坑支护技术在水利工程中的应用

摘要：本文结合笔者多年的工作经验，对深基坑支护技、深基坑工程的特点、基坑支护类型等问题进行了探讨，并通过多个项目施工的经验分析在深基坑支护施工工程中经常出现的问题，并提出相应的应对措施。

关键词：水利工程；深基坑支护；解决措施

1工程概况

《广州市花都区某电排站工程》深基坑支护设计：本工程基坑开挖受场地的限制，基坑的开挖采用开挖结合钢板桩布置。图中右侧路面高程为7.50～8.00m，基坑分层开挖，开挖到5.80m高程，在此高程以下部位施打18.00m长钢板桩，在钢板桩基坑侧1.80m高程设二级平台，第一排钢板桩的挡土高度4.00m，开挖平台宽度6.00m，二级平台基坑侧施打第二排钢板桩，第二排钢板桩的挡土高度为5.20m。支护断面见图1，本图高程为1985国家高程基准，高程单位以米计，其余尺寸以毫米计。

2 深基坑技术介绍

2.1 深基坑技术工作原理

深基坑支护结构的主要作用是用于承受坑壁土及水产生的水平压力；其技术原理是依靠悬臂式支护结构处于坑地土层中部分的水平阻力以及在锚拉式支护结构上部的拉锚来保护支护土壁的稳定，用以保证在基坑挖土期间挡土、挡水及支撑，保证基坑开挖和基础结构施工能安全、顺利进行。

2.2 深基坑技术的类型

2.2.1 内支撑结构。该技术是由挡土结构与内支撑系统两部分组成。挡土结构主要承受基坑开挖时产生的土压力、水压力等，一般采用排桩与地下连续墙结构；内支撑为挡结构提供支撑力，平衡其两端围护结构上所承受的侧压力，常用的有钢支撑、钢筋混凝土支撑。

2.2.2 悬臂式支护结构。该技术是指在不使用任何的支撑及锚的情况下，仅仅靠嵌入到基坑底下的岩土体来平衡上部土体的压力、地面荷载以及水压力的支护结构。对于该种支护结构，由于基坑底以上部分呈悬臂状态，无任何支点的作用，位移及构件弯矩值比较大，对支护结构构件要求较高。该类支护结构形式主要用于土质条件较好、基坑深度不大的基坑。

2.2.3 拉锚式支护结构。该技术类型是由挡土结构和外拉系统组成；外拉结构可分地面拉锚与锚杆支护结构；地面拉锚支护结构由挡土结构、拉杆和锚固体组成，常用于深度及规模不大的基坑。一般用于规模较大的深基坑，在无工作面

环境情况下被大量采用。

2.2.4 复合式支护结构。该技术是由排桩、地下连续墙、预应力锚杆及喷射混凝土等组合形成的综合性支护结构。由于它充分考虑了各种支护优点，工程造价低，具有良好的社会经济效益，但综合考虑了各种支护结构，对设计和施工提出的较高的要求。

3 深基坑技术在施工过程中存在的问题

深基坑工程支护技术虽然已经在很多水利工程中取得了成功，但仍存在一些问题需要进一步克服；下面简要地描述一下深基坑工程支护施工过程中常见几点问题。

3.1 土层开挖和后期支护不配套

在整个工序中，土方开挖技术含量相对较低，其工序简单，组织管理也较容易；而挡土支护技术含量高、工序较多且复杂，组织管理复杂且难以管理。所以在施工过程中，这两部分工程是由不同的专业施工队来完成，且在时间上多为两个平行的合同。这样增大了施工过程中的协调管理难度，会出现土方施工单位抢、拖工期；特别是在雨期施工时甚至不顾挡土支护施工所需工作面，留给后面工程一个无法操作的环境，导致后者在时间上无法完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工。这样的工序不仅难于保证进度，而且也难于保证工程质量，甚至发生安全事故。

3.2 边坡出现超挖及欠挖现象

在深度基坑开始挖掘的时候会先使用机械开挖，之后使用人工进行简单修坡后，就开始进行挡土支护的混凝土进行初次喷射的工序。但在实际工程开挖时，由于施工管理人员管理不善、技术交底不充分、挖机械操作手的操作水平等主观及客观因素的影响，造成机械挖掘后的边坡表面平整度极度的不规则，但是在下一步的人工修理时又不可能全面深度挖掘，只能就原来机挖表面作轻微的平整度修整，所以会造成在尚未严格检查验收的状况下就开始初次喷射的工序，故会导致出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。

3.3 成孔注浆不到位

一般水利工程中深基坑支护所用土钉及锚杆钻孔，常用100-150 毫米的钻杆成孔，孔深多为5-6 米，深的有十几米。另一方面钻孔所穿过的土层质量也各不相同，如果钻孔前不研究土体情况，往往会造成出渣不尽、残渣沉积等问题从会而影响注浆，甚至会成孔困难、孔洞坍塌等严重现象，引起无法插筋和注浆的严重后果。

3.4 喷射混凝土厚度不够

很多水利工程的基坑支护喷射混凝土用的是干拌法喷射混凝土设备，其主要特点是设备体积小、简单且输送距离长、速凝剂可提前加入、操作方便、可以连续喷射施工。虽然干喷法设备有这么多的优点，但由于操作手的水平存在高低不同的区别，操作方法及检查控制手段也不健全，会导致一定程度的混凝土回弹严重，有时再加上原材料的质量控制不严、配料标准不准、养护的不到位等多种因素，会引起混凝土厚度不够、强度达不到要求的问题。

4深基坑的施工管理及质量控制

深基坑支护重在过程控制，一旦出现质量问题，事后纠正和补救比较困难。因此，现场工程师必须严格把关，确保基坑施工质量。

（1）实行全面质量管理制度，管理落实到每一个施工工序和细节上，确保施工按设计要求及相关规范进行；凡是从事基坑支护工程设计、施工、监理的主要人员都必须经过专门培训，持证上岗；坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。对所使用的材料、配比进行试验检查，在达到质量要求和具有合格证后方可使用。

（2）核验水准点及坐标点的正确性和保护措施，审查水平及竖向施工放线是否正确，开挖过程中现场工程师要随时对基坑的开挖尺寸，水平标高和边坡坡度进行检查，随时注意基坑的变化，做好各种施工纪录，施工完成后提交完整的规范的竣工资料。

（3）基坑开挖过程中应根据监测数据进行信息化施工，及时对开挖方案进行调整，当监测数据超过报警值时，应及时通报设计、监理等有关部门，基坑开挖后应连续施工，减少基坑暴露时间，并循分层、分段、对称平衡的开挖原则。

（4）推行信息化施工，包括预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。由于深基坑开挖过程中，边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性，地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响，特别在基坑有基础埋置较浅的建筑，或有重要的地下电缆和市政管线，很难从理论上预估出现的问题。因此，必须加强观测，进行信息化施工，根据土层位移的时空效应，及时掌握土体变形特性，边坡的稳定状态和支护效果，发现异常情况及时采取措施，预防边坡失稳和周围建筑沉降等事故发生。

（5）保证围护结构的施工质量，合理组织基坑土方的开挖：围护结构的施工质量及土方开挖的合理组织也是深基坑支护工程成败的关键之一。良好的施工质量和合理的施工组织可以弥补设计上的某些不足，反之，低劣的施工质量和错误的施工组织会使合理的设计付诸东流，在这方面有着许多深刻的教训。

（6）施工前要充分估计各种可能出现的情况，当出现险情时，准备可供选择的应急措施，以免险情出现时，措手不及，延误抢险时机，导致工程失败，造成严重损失。

结语

深基坑支护技术在现代建筑科技不断发展的过程中还会有长足进步，本文对深基坑支护工程技术的应用进行了较为全面的分析和论述，并将支护的技术理念与工程实际紧密结合，希望对施工单位更好的运用深基坑支护技术提供借鉴，在减少对周围环境影响的同时确保质量，从而为我国经济建设做出更大的贡献。

参考文献：

[1]张长友，建筑深基坑支护施工技术的应用研究，技术与市场，2010（11）

[2]李发乾，高层建筑深基坑支护施工技术之我见，四川建材，2013（11）

[3]韩文智，浅谈明挖城市隧道深基坑支护施工技术，土木工程学报，2001，（05）