市政工程深基坑施工中水下开挖法的应用

胡俊锋

[摘 要]近几年来，随着现代化建设步伐的加快，建筑工程的数量持续增加。建筑业是我国国民经济建设中的支柱产业。党的十八大为我们描绘了未来中国发展的宏伟蓝图和美好前景，新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化为建筑业的持续健康发展提供了更为广阔的上升空间，而提高工程质量是我国建筑业的长期战略方针。随着城市化进程的不断深入，基建飞发展飞速，使得市政工程中经常会遇见深基坑项目，如何较好的处理水下开挖问题，成为摆在施工部门面前的难题。在本文中，笔者以具体的工程案例为例，对市政工程深基坑施工中水下开挖法的应用进行深入分析，希望对相关工作的展开有所帮助。

[关键词]市政工程；深基坑施工；水下开挖

中图分类号：TE85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0173-02

水下开挖主要是应用在水利工程和隧道工程中，在市政工程中并不常见，但是随着深基坑工程的不断增多，导致在市政工程中经常会出现高水位、超厚强透水地层的现象。如果要通过寻常的方法进行开挖，会导致基底的安全系数达不到工程的要求，同时，还会增加施工的难度和成本，下面，笔者将以具体的工程为例，对相关问题展开论述。

一、工程概况

1、工程总体要求

在开挖隧道的过程中，需要穿越中间风井，该风井的尾部有一个水塘，里程为：DK6+761.400—SDK6+790.60，其中，风井的外直径是29.2米，内直径是26.8米，需要的深基坑开挖的深度是44.452米，而底板的埋深度是21.152米。

2、工程的水文特性和地质特点

在该工程中，岩性主要是粉质的粘土，物理力学参数如图1所示：

3、针对风井基坑实施的方案规划

工程要求深基坑开挖的深度是44.452米，在开挖过程中，要建立高为1.2米的围护结构，和深度为18米的厚地下连续围墙。通过实际的计算和测量得出顶端的截面面积是1.2米×1.5米，对于风井的施工，遵循以下步骤：

（1）在开挖前要做好临时防洪围堰施工准备，并将施工场地清理干净；

（2）对于内外测存在高压的部分要对基坑进行支护，通过喷浆，能够提高基坑地下连续墙的的抗裂能力，使得细小的岩层破裂得到强化，减少对岩体的侧压。

（3）基坑开挖。针对基坑开挖的相关问题注意事项：首先，基坑应分层、分段、均匀开挖。土方开挖面高差不宜大于2m，以确保开挖过程中土体自身的稳定，每一层土方开挖应在其支护体系能够满足设计要求后进行。土方开挖可采用机械挖土，但应注意挖铲不得碰撞支护结构。其次，对于底板垫层设计标高以上30cm、基础部分的土方和集水坑处的土方应采用人工开挖，避免坑底土体的扰动。值得注意的是，基坑分层开挖过程中，当发现地下水位较高、水量较大或流泥严重、漏水等现象，应立即停止开挖，采取有效的降排水措施并对支护结构补强后方可继续开挖，以防止周围地面沉降。土方开挖过程中，局部深坑与周围开挖面形成的高差（小于2m）可采用1：0.5放坡作为临时支护。最后，当发生异常情况时，应立即停止开挖，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。开挖后基坑暴露的时间应尽可能短。地下室施工时，地下室外墙与围护之间的间隙应尽早回填，回填要求按地下室土建施工图进行。

（4）坑底的排水、平整问题。在基坑开挖完成以后，首先进行清底工作，完成后需要在水下分层处浇筑混凝土。针对基坑排水问题，常见的方式是采用集水明排的方式控制地下水位。基坑外的场地排水采用设置排水沟，首先基坑内的排水采用在基坑底四周设置排水沟（排水沟做法同上），每隔20～30m设置一个钢筋笼集水井，截排水沟及集水坑具体做法详大样，并及时采用水泵将坑内水送入市政管网。然后，基坑支护施工前要对周围地下管线、排水沟及市政设施进行调查，必要时对周围下水道要改道封堵，确保生活污水、地表水不能流入基坑内。

二、深基坑水下施工工艺

1、水下开挖技术

在进行水下开挖工程时，主要用的机器有高压旋喷施工机械并加载上三翼钻头，对于相关关机械的参数表，如图2所示：

具体的水下开挖的步骤，如下所示：

（1）将高压旋喷施工机械的喷嘴上安装一个三翼钻头，使得旋喷机的高压水充分的切割土体，使得其搅拌均匀，成为泥浆；

（2）将低压旋喷喷头与地表之间的距离设置为30厘米，发动高压水泵和空压机，保证地表的沉降速度是每分钟二十五到三十五厘米，同时保证空压机的提升速度是每分钟五十到六十厘米；

（3）在旋喷设备的一侧安装上潜水扎浆泵，当泥浆产生后，将扎浆喷射到泥浆中；

（4）保证施工过程的开挖速度，严格按照相关规定进行施工，对于水下开挖，要求开挖速度是每天1.5米。在开挖时，要对坑内液面的高度进行严格的控制，使得在进行基坑开挖时，保持不变，并且高于地下水为1米。对于在基坑开挖中应用到的设备要保证1米以内的高度差，这样才能使得开挖的基坑面能能够均匀的发生沉降。

2、混凝土的浇筑

在水下开挖时，应用到的混凝土浇筑方法主要是满堂红的方法，在进行导管布置时，一般选用的是无缝钢管，尺寸是d=25厘米，管壁厚度是10毫米，导管间的间距小于5厘米。

在施工过程中国，主要有以下几个步骤：

（1）首批灌注

在这道工序中，首先要做的技术是确定每根导管中混凝土的灌注量；

（2）正常灌注

正常灌注的順序是由外围向中心进行灌注；

（3）导管提升

导管提升的量需要依据混凝土的标高和导管的埋深的深度确定，需要严格按照工程要求来进行施工；

（4）测量

在进行混凝土的灌注工序时，要每间隔半个小时对混凝土的标高、流动半径和坡度进行测量，保证工程的准确性。

在进行灌注时，要严格要求导管的埋深深度大于一米，尽量保证深基坑的液面维持不变，同时保证高于坑外地下水为1米。

3、抗浮底板的实际施工

在施工时，到中后期施工阶段时，深基坑内的封底的水压升高，会导致坑底的混凝土和地下连续的墙面出现比较严重的裂缝现象，出现非常严重的渗水问题。为了防止此类事情的发生，需要在封底的混凝土和护墙之间增加抗剪槽，具体的图示如图3：

当水下开挖工作完成时，想要对工程的凹槽进行清理，需要用到刷壁器和高压水枪，使得泥浆和土层与凹槽分离。工作完成后，需要潜水员对工程进行收尾清理，冰洁检查混凝贴合和水底土地连接墙是否搭接完全。

结束语

随着城市的发展，在未来，市政工程深基坑施工中水下开挖工程将更加常见。在本文中中，笔者以具体的工程为例，深入的分析了深基坑水下施工工艺，希望本文的内容对于类似的工程建设有一定的借鉴意义。

参考文献

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