水工建筑工程挖掘施工及支護技術研究

洪建榮

（陽江市水利水電勘測設計有限公司，廣東陽江 529500）

0 引言

水工建筑物為在水的靜力或動力的作用下工作與水發生相互影響的各種建筑物是實現各項水利工程目標的重要組成部分，而對于水工建筑工程來說，其屬于基礎性工程，需要著重維護其施工質量。基于這樣的需求，應當重點對挖掘施工以及基坑支護施工進行重點關注，依托施工技術的優化增強施工效率效果。因此，探究水工建筑工程中的挖掘施工、支護施工技術要點具有極高的現實價值。

1 項目概述

某河閘站的閘孔凈寬為8m，采用鋼筋混凝土塢式結構，配弧形下臥式鋼閘門。兩泵站在閘首北側單側布置，水泵型號800QGL-160 雙向潛水貫流泵，單泵流量2m3/s，揚程2.43m，葉片安放角+2°，電動機功率為75kW。本標段閘站原地面標高約為4.3m 左右，河閘站開挖標高為-0.6，最大開挖深度為5m，混凝土結構尺寸為27m×16.8m，基坑支護尺寸為30m×19.8m。

2 水工建筑工程中的挖掘施工技術要點分析

在本次水工建筑工程的施工前，對工程施工現場的土質進行勘察，發現屬于淤泥軟土基。基于此，在實際的挖掘過程中，需要著重落實的要點內容如下所示：秉承“分層、分塊、對稱、平衡、限時”的原則進行淤泥軟土基挖掘，適當降低每一次開挖土方的空間大小，盡可能降低開挖暴露部分的基坑板樁為支撐前的暴露時間長度，充分發揮出土體自身對地層位移的控制效果[1]；開挖一道支撐的深度，設定其開挖深度為兩道支撐的間距，從中間區域向板樁方向挖掘，完成中間區域工作面的挖出后立即安裝第一道內支撐鋼管，并將鋼板樁無支撐的暴露時間穩定在24h 以內；開挖到第二道支撐的標高區域，設定其開挖深度為一道內支撐的間距，從中間區域向板樁方向挖掘，完成中間區域工作面的挖出后立即安裝第二道內支撐鋼管，并將鋼板樁無支撐的暴露時間穩定在24h 以內；開挖到墊底層的標高區域，從中間區域向板樁方向挖掘，在中間區域開挖至設計標高后立即設置片石墊層，并將基地淤泥質軟土的暴露時間穩定在24h 以內。

施工中，為了進一步保證淤泥軟土基挖掘施工的質量，必須要在實際的挖掘操作前實施試開挖檢驗。在此過程中，重點確定施工區域內是否存在暗塘、老河道等，如果存在，則需要在開挖前進行止水或截水，抽干暗塘、老河道區域內的水。同時，應對河道區域落實試開挖，以此實現對坑內滲水情況的檢查，此時如果發現存在嚴重的滲水情況，則必須采取進一步的止水措施以保證坑內不浸水，為后續的施工操作創設更加良好的條件。

3 水工建筑工程中的支護施工技術要點分析

3.1 灌注樁施工

在本次水工建筑工程的灌注樁施工中，需要著重落實的要點內容如下所示：①搭設工作平臺。清理施工現場、樁位附近的雜物，夯實平面并在施工區域內搭設水上平臺；②測量放樣。依托全站儀測定樁的中線位置，沿著順橋向和橫橋向設置牢固的控制樁；③埋設護筒。使用厚度為10mm 的鋼板制作護筒，將護筒內徑設定在高于設計孔徑30cm 的水平，控制每節長度為1.5～2m；控制護筒埋入原狀土深度不低于1.5m，頂端高出地表30cm 左右；將護筒平面位置的偏差穩定在不高于50cm 的水平，將傾斜度偏差穩定在不高于1%的水平；④泥漿制備。使用膨潤土懸浮泥漿，將泥漿比重控制在1.2kg/cm3；⑤鉆孔及清孔。將鉆頭的定位偏差穩定在20mm 及以內；完成鉆孔后必須立即清孔。另外，在灌注樁施工結束后，要展開成樁檢測，保證100%不存在破損。

3.2 攪拌樁施工

在本次水工建筑工程的施工中，選用普通硅酸鹽水泥，強度等級控制在不低于42.5 級的水平；將水泥摻量穩定在不低于15%的條件下；樁身水泥土28d 齡期無側限抗壓強度不低于1.2MPa。

3.2.1 施工工藝

在本次水工建筑工程的施工中，引入了全樁長四攪二噴工藝，主要工藝流程如圖1 所示。

圖1 全樁長四攪二噴工藝流程

3.2.2 質量控制

攪拌樁施工中，需要著重落實的要點內容如下所示：保證均勻連續灌注、攪拌水泥漿，降低未注漿的夾心層的出現概率；嚴格依照施工工藝要求控制攪拌機的噴漿提升速度以及次數，安排專人記錄攪拌深度、攪拌機每米下沉和提升的時間，在記錄深度時將誤差控制在5cm 內，在記錄時間時將誤差控制在5s 內；在完成水泥漿制備后的2h 內必須展開后續施工，避免發生漿液離析；一旦在實際施工過程中出現噴漿中斷的問題，則需要將噴漿管下沉至停漿點以下0.5m 區域，待供漿恢復后繼續進行噴漿提升；若是由于中斷施工時間較長而導致斷樁問題的發生，必須要落實補強灌漿或是補樁處理，在補強灌漿期間，要針對每個樁布置1～2 個灌漿孔，并將灌漿壓力穩定在0.05MPa；若是選用補樁處理的方式，要針對一根斷樁補加施工兩根樁，并將橫向與原樁相切8～10cm[2]。

3.3 鋼板樁施工

在本次水工建筑工程的施工中，引入了拉森鋼板樁施工的方式，選用了拉森12m 長防滲鋼板樁，主要尺寸參數為400mm×170mm×15.5mm。施工技術要點如下所示：

（1）測量放線。確定鋼板支護結構的邊線以及軸線，并在邊線區域使用白灰進行標識，以此完成鋼板樁的打設。

（2）鋼板樁的打設。利用振動打入法（單樁逐塊打設）進行拉森鋼板樁的打設，將鋼板樁上端于振動錘上夾緊，并保證對準鎖口插樁；提前落實對鋼板樁的逐根檢查，不得使用存在嚴重變形或是銹蝕的鋼板樁，并剔除鋼板樁表面的銹蝕與雜物；為了確保打樁與拔出的順利程度，要在鋼板樁的鎖口區域涂抹油脂；施工過程中，提取10～20 根鋼板樁成排插入導架內，將其以屏風狀擺放并再施打；在屏風墻兩端已經打設的鋼板樁表現出逆向傾斜的情況下，使用正向順序落實施打，反之使用逆向順序落實施打；在屏風墻兩端板樁呈現出垂直狀態的條件下，使用往復順序落實施打。

3.4 基坑降水

在本次水工建筑工程的施工中，基坑開挖面位于河道中，地基土中的空隙幾乎為水所飽和，地基土的粘度很大，基坑開挖前需進行降水處理。結合對現場施工條件的分析得出，使用輕型井點降水是本工程優選的方法，能夠維護周邊建筑的安全性，且經濟性更高。在布設輕型井點的過程中，需要著重落實的要點內容如下所示：在平面設計中，引入單排線狀井點閉合布置方案，將井點管之間的距離穩定在1m，并促使集水總管沿著抽水水流方向具有0.25%～0.5%的土仰角；在高程設計中，結合區域地下水位的高度以及河底的標高設定埋入深度（本工程設定為4～6m），確保埋入基礎底以下不低于2m[3]。

完成輕型井點的布設后必須實施試抽操作，此時，當觀察到抽水設備運轉一切正常，且整個抽水管路無漏氣現象，即可正式展開基坑抽水。相應抽水設備開啟一個星期后，能夠形成地下降水漏斗；在降水10d 后方可展開樁基工程的施工。

3.5 基坑回填

在監理單位、監督站等完成閘體施工質檢且判斷合格后，即可落實基坑回填操作。實踐中，需要著重落實的要點內容如下所示：在材料進場階段對回填土實施質量檢驗，嚴禁其中包含雜物或是有機雜質，保證其含水量穩定在12%～15%的范圍內，且手抓成團、松手散開；提前完成對基槽內的積水以及雜物的清除；落實回填土的分層攤鋪，將每層攤鋪的回填土厚度設定在200～250mm 范圍內，并針對每一層攤鋪后的回填土進行至少3 次的夯實處理，保證回填土壓實度達到設計標準；連續進行基坑回填，避免出現中斷；對施工區域的天氣條件落實重點關注，必須要在降雨前夯實回填土層，并壓光表面形成一定的坡度，為后續基坑內雨水排除處理提供更好條件；在拔出鋼板樁的過程中，引入履帶式挖掘機配合振動錘完成，依托振動錘所產生的強迫振動擾動土質，以此達到破壞鋼板樁周圍土的粘聚力、克服拔樁阻力的效果；在完成鋼板樁拔除后，需立即展開對樁孔的回填，使用中砂進行灌砂擠密法回填即可。

4 總結

綜上所述，在水工建筑工程的挖掘施工中，要盡可能降低開挖暴露部分的基坑板樁為支撐前的暴露時間長度。在此基礎上，通過灌注樁施工、攪拌樁施工、鋼板樁施工、基坑降水、基坑回填的落實，提高了水工建筑工程挖掘施工及支護施工的質量與效率，推動了水工建筑工程整體質量的上升。