浅谈深基坑支护在水利工程中的应用

张荣军

［摘 要］近年来，伴随着水利工程技术水平的提高，深基坑支护技术取得了长足发展，从早期的放坡开挖发展出多种支护方式。本文以具体的水利工程为例，分析不同基坑支护形式在技术上的可行性和经济上的合理性，以期为深基坑支护在实际施工中的难题提供有效的解决思路。

［关键词］深基坑支护；水利工程；应用

［中图分类号］TV74文献标志码：A

对于水利工程来讲，基础施工质量所起到的作用是不容忽视的，其对于建筑整体的稳定性具有一定影响，施工单位应当认真分析深基坑支护技术方面出现的问题，采取兼具科学性和时效性的解决策略，使水利工程质量得到显著提高。在水利工程施工过程中运用深基坑施工技术，不但能够充分满足工程建设过程中的各项实际需求，也能够提高施工项目的稳定性。所以，施工单位应当对深基坑支护技术给予高度重视，通过提升工程的整体质量来提高企业的经济效益。

1 深基坑支护相关概念

1.1 深基坑支护的特点

在对深基坑支护进行设计的过程中涉及大量力学知识，根据实践可知，基坑的平面形状和深度都会对周边围护结构产生较大的影响，在基坑深度增加的过程中，其对周边支护结构稳定性的影响也会随之增加，随着时间的推移，支护结构的岩土应力也会不断增加，导致土体强度降低，进而使基坑安全性和稳定性受到较大的影响［1］。在水利工程中，通常情况下深基坑支护为临时性工程，具有适应性、综合性及区域性等特点，在对支护进行设计的过程中，应遵循持久、方便、简单、经济及安全等原则。由于基坑支护工程实际施工过程中的影响因素较多，工程具有多样性和复杂性，因此设计技术所涉及的内容较为复杂，在设计过程中应以地下水、地质成因及土质构造等内容为依据，克服施工中的各种问题，进一步提高设计水平，且在管理、施工以及设计过程中，应聘请专业技术人员，使支护作业的安全性和有效性得到进一步提高。除此之外，在对深基坑支护进行设计的过程中，应采取有效的设计方案和科学的设计理念，严格按照规范要求进行设计，进一步提高深基坑支护整体施工质量。

1.2 岩土工程中深基坑支护的设计及技术要求

1.2.1 深基坑支护的设计要求

深基坑支护设计是水利工程的重要组成部分，如深基坑结构存在滑动、歪倒及倾斜等问题，则说明深基坑支护已经到达极限承载力，若在这种状态下仍对深基坑实施开挖施工，则会对支护结构造成较大的影响，从而产生较大的安全隐患。因此，深基坑支护设计应符合稳定性、变形性、安全性、合理性及科学性等要求。

1.2.2 深基坑支护的技术要求

在对深基坑支护进行施工时应遵守技术要求，在此过程中，施工单位应以施工面积、地质特征及施工条件等为依据进行整合和计算，以相关施工规章和要求为基础实施施工，进一步提高深基坑支護结构的安全性、合理性及科学性。在施工时，施工单位还应注意水利工程防渗漏问题，对其进行防水处理，使水利工程的稳定性、可靠性得到进一步提高。

2 深基坑支护形式

2.1 土层描杆施工

在深基坑保护的实际施工过程中，要对地下建筑的全部围护结构进行钻井施工，而且在施工中钻进的洞口直径和孔深均要与建筑设计要求相一致。同时，注意把洞口形状改为更适合加入钢绞线防拉料的圆柱形，在之后灌注混凝土时更加便利，如此便可与地层稳定融合，从而提高防拉伸效果［2］。通过这些施工方法可以大大提高建筑品质。此外，在对地下建筑围护结构实施钻进作业的时候，还必须重视孔壁、孔深和桩点之间的关系，需要确定其高度，并且在每个钻井完成之后都要清扫孔槽。

2.2 地下连墙

由于地下连墙在水利施工过程中的主要功能是承自重，并起到良好的防水效果，所以一般在进行水利施工时，针对一些高度在地下水位以下的建筑物，可采取地下连墙的方式。但由于地下连墙的建造过程深受土质条件的影响，在施工过程中的各种技术要求亦不相同。例如，在土壤以软泥为主的情况下，由于软泥的承重能力有限，所以需要把地基底部的连墙嵌入得很深，此方式在国际上已被普遍使用。随着我国经济社会的发展和建筑技术的进步，地下连续墙的应用范围也在不断拓展，如今，地下连续墙既可作为地基建设时的挡地建筑围护结构，也可作为拟建工程项目主要结构的侧壁，通过结合有效的总体设计方法，使其在很好发挥基础功能的同时，还能够很好地抑制软土地层的结构变化等问题的发生。

2.3 土钉支护施工

土钉支护措施可以有效提高深基坑支护结构的安全性和稳定性，在具体的工程实施方案中，针对实际的技术问题选择最合理的方式实施土钉支护措施，其首要目的就是确保土钉具有一定的拉伸强度和适当的强度，不仅要确保土钉质量和深基坑保护的标准相符合，还要开展现场的检验作业，如对土钉进行拉拔等，唯有如此，才能提高深基坑保护开挖的效率，更要通过科学计算土钉支撑的方法严格控制水泥比例进行浇筑，提高浇筑效率，以便更合理地进行深基坑边坡保护。

当深基坑支撑工程建设的地基体积相当大时，为了确保建筑施工的顺利进行，提高建筑施工的质量，通常要求采取分段、分层、划块进行和对称的方法实施作业，或边开挖边进行施工来保证实施质量的稳定性，这样也能够有效地防止因工程地基暴露在空气中的时间过长、工程基土易被周围地下水浸润以及受到阳光暴晒等因素造成的地质改变，从而造成建筑土质的不平衡，进而严重影响建筑施工质量［3］。深基坑支护施工中最关键的步骤便是处理好深基坑支护的地下水管理问题。对深基坑施工地下水进行管理的传统方法主要有排放和止水两种。但在具体的施工过程中使用何种方法来缓解现场的地下水管理问题完全取决于施工过程时建筑现场的地理环境特征。例如，在一些海岸地区，其地貌特征主要是由上层的多维碎石等杂土所组成，结构上较为疏松，并与海洋相通，在这种状况下如果使用泥沙等弱黏性土壤加以填充止水的方法，效果是非常不理想的。随着技术的提高与建筑材料市场的发展，近年来，我国普遍采取以冲孔桩、素混凝土桩和钢筋混凝土桩为支柱介质，取代单纯以泥沙等软体材料作为支柱介质的做法，在稳定施工、保证工程实施质量等方面取得了很好的效果。

2.4 护坡桩支护技术

护坡桩施工技术通常应用于地质条件复杂程度较高的环境，应用过程中需要借助螺旋钻机进行钻孔，以保障钻孔深度能够符合相关施工要求。需要注意的是，钻孔过程中必须遵循“由下至上”的顺序，之后注意对注浆工作进行完善，且注浆过程必须持续细致地关注地下水位有无变化，以免出现塌孔等不良情况。与此同时，应该协调规范设计与实际注浆效果之间的平衡性，只有在完成注浆操作后才能拔出钻杆，也需同步开展钢筋笼及骨料的投放工作，之后再开展高压补浆操作，以确保护坡桩施工技术的实际作用得到充分发挥。

3 水利工程深基坑支护中的主要问题分析

3.1 深基坑支护结构的物理参数设计不合理

在对水利工程中的深基坑进行支护施工的过程中，如果应用到其中的支护结构不能承受住土体结构以及土方施加给自身的荷载，便会失去其应有的支护效果，从而对结构安全造成不良影响，并直接影响到深基坑施工的安全性。之所以会出现这样的情况，最主要的原因便是基坑支护结构物理参数设计不够合理［4］。在很多水利工程的深基坑施工中，由于地质情况的差异性，使得施工之前的准备工作难度较大，如果相关单位对此不能够做到因地制宜，而是根据以往的经验来进行支护结构设计，便会导致其支护结构的物理参数与实际工程标准不符，同时也无法适应施工现场的地质环境。就目前来看，内聚力、内摩擦角等参数设计不合理，或者是在深基坑开挖过程中并未对土体结构的实际受力进行计算与确认，这些都会对支护结构产生很大程度的不利影响。除此之外，如果施工组织管理不当，如施工材料、施工设备、施工流程、施工方法、施工环境等管理不佳，也会导致深基坑支护结构出现问题，从而对整体施工质量造成不良影响。

3.2 施工不规范

在进行深基坑支护作业过程中，施工全过程必须完全符合设计图纸内容，以保障施工效果与设计要求完全符合，能够为深基坑的施工质量提供保障。但在实际施工过程中，诸多施工人员专业技能水平不足，或是专业素养不足，无法完全按照施工图纸内容落实各项施工措施，导致施工不规范情况越来越显著，甚至使工程整体的稳定性及安全性受到影响。

4 水利工程深基坑支护质量控制措施分析

4.1 深基坑支护方案的合理制定

在水利工程的深基坑支护中，设计方案的合理制定至关重要，尤其是支护结构的设计方案，更是直接关系到其支护作用的发挥以及深基坑的安全。基于此，在对支护结构进行设计的过程中，相关单位一定要提前做好工程现场的勘查工作，明确现场的实际条件，并结合工程概况，对深基坑开挖中的土体结构及其土方等做到全面明确，然后根据最不利的条件对支护结构进行合理设计。在此过程中，设计者一定要充分注重对支护结构各项参数的计算，使其与实际的工程标准相符，并确保其环境适应性。为有效确保支护结构的设计质量，相关单位可引入BIM技术来进行三维建模和现场施工模拟，以便及时發现支护结构设计存在的问题并调整参数偏差，以此来确保支护结构的应用效果，使其支护作用得以充分发挥。另外，在具体的支护施工过程中，管理人员一定要加强整个施工过程的组织管理，对于应用到支护结构施工中的施工材料、机械设备、工艺流程、施工方法等，都需要做到严格控制，使其与工程设计相符。同时，要安排专人做好环境监测工作，以便及时对发现的问题或异常做出积极应对。通过这样的方式，才可以有效确保深基坑支护施工质量，最大限度避免结构参数设计不合理所导致的一系列问题，从而为深基坑及整体水利工程奠定良好的质量与安全基础。

4.2 高效率完成工程勘察工作

地质勘查报告可以为设计及施工提供重要保障，地下水位及土层分布等每项数据都与支护施工技术的选用和支护结构选型有着密不可分的联系，因此相关工作人员应当对现场地质及水文等方面的资料进行全面掌握，以此为前提对施工图纸及建设方案实施编制和设计作业，施工工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段，使建筑地基的耐久性和稳定性得到显著提升。所以施工单位应当安排专业性较强的勘察工作人员实施地质勘察作业，使地质勘察效率及勘察质量得到显著提升。在实际勘察过程中，不仅需要科学合理地设置勘察点，并且要使勘察数据的准确性得到显著提升，这样可以为顺利开展后续施工工作奠定扎实基础。

4.3 严格控制材料质量

在深基坑施工作业的过程中，需要应用多种不同的施工材料，鉴于施工材料的质量对工程整体质量产生着重要影响，所以必须严格控制材料质量［5］。在进入施工阶段之前，需制定细致的材料采购方案，由采购部门按需开展采购工作，要求各项材料的性能、规格均与采购方案内容相符合；采购过程中则应充分了解材料市场的实际情况，坚持落实“货比三家”的采购原则，尽可能选择质优价廉的材料，以能够在提升施工材料质量的同时将采购资金控制在合理范围之内，特别需要注重选择行业内声誉良好的厂家或供应商；针对各项材料开展现场的质量检测工作，确认其与相关要求相符合方可签订采购合同。在施工材料入场之前，应该明确材料的合格证等各项证明齐全，同时针对材料进行抽检，只有抽检结果与相关要求相符才可将材料运输至场内。

5 结束语

深基坑支护技术在水利工程中得到了广泛运用，但在实际施工过程中，由于深基坑支护属于临时工程，施工费用较高，对整个工程的造价影响较大，需要因地制宜，根据不同的工程条件选择合适的基坑支护形式，使之兼具技术可行性和经济合理性。同时，必须重视对深基坑支护结构施工全过程的控制，保证施工条件与设计条件一致，及时检验施工质量，加强后期监测，以保障水利工程的整体施工质量。

参考文献

［1］戴远志. 房建深基坑工程施工质量安全管理探究［J］. 居业，2021（11）：186-187.

［2］张云腾. 谈深基坑工程施工技术难点及其质量管理［J］. 居舍，2021（28）：49-50.

［3］宋纯刚. 深基坑工程施工技术难点及质量管理措施［J］. 工程技术研究，2021，6（18）：168-169.

［4］高阿蒙. 建筑深基坑工程施工技术及安全管理对策分析［J］. 中国住宅设施，2022（2）：121-123.

［5］韩斌. 建筑深基坑工程施工技术及安全管理对策分析［J］. 房地产世界，2021（11）：98-100.