浅谈水下基坑开挖注意事项

田进春

摘 要：介绍公路建设项目土建工程施工中，中桥基坑开挖所采用的管井井点降水法、围堰法、冬季保暖施工法等，并提出防御措施。

关键词：井点降水深基坑开挖排水防护设计

桥梁上部结构承受的各种荷载都通过桥台桥墩传至基础，再由基础传至地基，因此基坑开挖所采取的各种防范措施对地基承载力以及地基各项质量指标起到极为重要的作用，对结构物的安全使用和工程造价都有很大的影响。

施工中根据实际情况选择轻型管井井点降水，轻型管井井点系在基坑外围埋设井点管，深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水总管连接，集水总管再与真空水泵和离心水泵相连，启动抽水设备，地下水就在真空泵吸力作用下，经过滤水管进入井点管和集水总管，排出空气后，由离心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下。

1.水泵的选用

1.1排水量计算

水泵流量Q计算公式：

Q=FU=πd2U/4

F—水泵进口面积（m2）

d—水泵进口直径（m）

U—水泵进口流速（m/s），一般为2.8

老水泵进口直径以英寸表示时：Q=5D2（t/h）

1.2水泵选用

水泵的所需功率、水泵功率N的计算公式

N=KQH/102η1η2

H—包括扬水、吸水和有各种阻力造成的水头损失在内总高度（m）

K—安全系数，一般取K=2

η1—水泵效率0.4-0.6

η2—动力机械效率0.75-0.85

为防止机械故障因素，工地应有备用泵以确保正常施工。

2.采用正确的施工工艺

在地质勘探资料具备的情况下，根据地下水位、深度、土的渗透系数和土质分布确定降水方案，根据基层标高确定降水深度、井点布置、井点管及设备，施工操作轻型管井井点降水施工工艺程序是：放线定位→铺设总管→冲空→安装井点管→填砂砾滤料→上部填粘土密封→用弯管将井点管与总管接通→安装集水箱和排水管→开动真空泵排水，再开动离心水泵排水→测量观测井中地下水位变化。

3.加固坑壁措施

⑴水下基础的基坑开挖，桥梁墩台基础多位于地表水位以下，有时水流还比较大，施工时都希望在无水条件下进行基础开挖，其中最常用的施工方法是围堰法。围堰的作用主要是防水和围水，有时还起着支撑施工平台和基坑坑壁的作用。在粉细砂土和地下水位较高、挖深较大时，要防止流沙向基坑流入造成坑壁滑塌，应采用支撑材料围护，加设围堰（多采用木桩土围堰，先打入两排木桩，桩与桩在一排中的间距为1.0-1.5m，并以金属螺栓和8号铁丝拉紧，插入竹笆填土）。

缺点是增加施工用地面积和土方回填。注意水泵管头最好安放在接近地下水高程20cm左右，并在水泵进水口加上虑管，防止泥水带泥阻塞水泵口，并可降低地基强度。

⑵排水采用井点降水法：

此法可以完全制服流沙现象，从根本降低地下水位稳定了土壁，由于浮力减小而增大压密有效压力，有利于增大地基强度。

注意事项：降低地下水位时，尽可能将井点虑管设置于透水性较好的土层中；加强对整个井点系统维护和检查，保证不间断抽水；做好沉降观测，必要时采用防护措施。

4.冬季水下开挖基坑前的准备工作和注意问题

4.1提前收集冬季气温变化资料，做好冬期施工技术文件编制，做好施工人员技术交底工作，技术交底包括以下内容：

⑴机械操作人员必须严格按操作规程操作，做好冬期施工防护。开挖基坑时，必须在项目部测量工程师和现场指挥员在场指挥下施工，控制好量坑、挖深深度及尺寸。

⑵配合机械施工人员必须听从现场专业技术人员指挥，与专业技术人员密切合作，并注意施工安全，提醒施工以外人员注意安全，还要在施工范围内设立警示标志。

4.2制定冬期安全施工措施

冬期施工气温较低，容易引发安全事故，在开挖基坑前要制定安全施工措施，配备必要的安全防护用品，对施工人员进行安全教育，并加强现场施工管理工作，确保工程安全施工。

5.水下基坑换填

基坑开挖分段落开挖，挖到换填标高，人工配合装载机及时进行换填工作（大功率抽水机及时将水抽出），换填料必须满足施工技术规范要求的两级配料，并对换填料进行振捣打夯，做地基承载试验，满足规范要求后方可进行下一道工序。

6.结束语

水下开挖基坑虽然不常见，但如果不提前做好施工准备和防范安排，会影响工程质量和施工进度，措施不当也会给工程质量带来隐患。因此在开挖水下基坑前应做好防护、防范工作，施工中做好施工组织安排，各项措施的控制是保证工程质量的重中之重。

参考文献：

[1] JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S]

[2]路桥施工计算手册[M]，北京：人民交通出版社，2001

[3]公路施工手册《桥涵》.北京：人民交通出版社，1985