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水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用金维强

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：金维强

[导读] 摘要：市政工程支护技术管理中，要根据要求进行施工前期的准备管理。

        浙江双圆工程监理咨询有限公司浙江金华 321000
        摘要：市政工程支护技术管理中，要根据要求进行施工前期的准备管理。在施工之前，要根据要求进行分析，做好施工环境以及各项信息的调查分析，对各项信息进行整合处理，根据信息要求制定施工计划以及内容，确定合适的施工位置，做好深基坑支护方案的管理；分析在施工中应用的材料，了解其存在的问题，做好预防性管理。为解决市政工程深基坑所面临的施工难题，探讨了在该类型工程中采用水下开挖法的可行性、实用性以及相关难点和困境，提出了在市政相关工程中恰当运用水下开挖法的具体策略。
        关键词：水下开挖法；深基坑；市政工程
        1深基坑支护技术在市政工程中的运用要点分析
        1.1设备管理以及地下水处理
        在我国市政行业发展中，对于市政施工提出了严格的要求。深基坑支护在现代工程施工中应用越来越广泛，深基坑加固工作要基于实际的施工条件，分析工程的各项要求，进行加固方案的确定处理，根据施工的力度以及强度进行分析，为各项工程施工作业奠定基础。深基坑施工管理，要综合施工的要求做好施工设备管理，避免因为设备质量问题影响施工质量。在施工管理中要重视设备管理，为施工奠定基础奠定，提升施工作业的稳定性，增强安全性。在施工管理要进行环境分析，对其进行定期的检修处理，定期调试管理，做好各项信息数据的参数管理，合理规范设备的操作管理，达到延长设备影响寿命的目的[4]。
        1.2地下水管理
        在进行深基坑施工管理中，如果深度过深则就会出现渗水等问题，这些问题的存在严重的影响了支护的稳定性。通过科学的方式进行分析，利用有限的方式进行监督管理，通过排水、止水以及隔离等方式进行管理，充分的保障施工人员的生命安全。
        1.3合理控制施工误差
        在深基坑支护施工中对于位置精度要求严格，为了合理的控制误差问题，要根据要求做好各个阶段的管理控制管理，及时处理存在的问题，做好矫正处理。市政工程深基坑支护是一个复杂的工作，在施工中占有一定的比例。在施工中为了提升市政工程的应用稳定性，要综合市政工程施工的安全，分析施工要点，通过科学的方式进行施工管理，提升施工管理质量，进而为市政行业的持续发展奠定基础。
        2深基坑支护技术在工程中应用原则以及要点
        2.1原则
        在进行支护结构的选择中，要分析基坑的深度、地质特征以及设备等各项因素，对各项因素进行综合性的分析，综合不同地区的实际状况进行合理分析，根据要求进行质量控制，进而提升施工方案的合理性。
        2.2支护结构体系选择要点
        2.2.1黏性土
        黏性土的土质颗粒较小，含水量的不同土质强度会出现不同程度的变化。在一般状态之下，如果地下水位过深，无需进行防水处理。如果地下较为狭窄，则要通过排桩的方式进行支护处理。在开阔的场地则通过悬臂式的方式进行处理[1]。
        2.2.2软土
        软土的渗透性较小，很容易出现变形等问题，在施工中要根据需求系统分析。在场地狭窄环境中则要通过地面位置进行支护处理，根据要求进行防水处理。对于地形开阔处理，可以通过分台阶的方式进行防水处理。
        3水下开挖法的可行性与实用性
        3.1适宜采用水下开挖法的工程特点
        在市政工程深基坑项目中，适宜使用水下开挖法进行施工的工程需要满足以下三个特征：第一，项目工程施工范围在位置布局上需要较为靠近地表水系。施工位置靠近地表水系是采用水下开挖法进行施工的必备要素。当地表水系和地下水系两者之间存在较为密切的水力关系联系时，两者的水位互补关系较为显著。第二，项目位置即深基坑范围内存在厚度较大的透水地层，且需要具备透水系数较大的特点。这是由于在深基坑施工过程中基坑地下存在的相对隔水层厚度较深，如果运用竖直隔断的方法将难以达到的良好的施工效果，且施工过程存在现实困难。

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        3.2水下开挖法的可行性和实用性分析
        在市政深基坑项目工程遇水位较高且具备超厚强透水地层的情形时，必须改变传统的施工方法。在传统施工方法中，主要是以“抗”为主，该种施工思路已经逐渐落后，新型施工思路应当是以自平衡特性解决施工过程的高风险问题。运用自平衡的施工思路有诸多优势，一方面可以解决传统施工方式中施工难度较高的问题，另一方面可以使工程风险控制在合理范围内，有效节省工程投资。因此，从总体上来看，在经济和施工风险层面上水下开挖法具有高度可行性和实用性。但是，在运用水下开挖法进行施工的过程中要注重其适用范围。笔者对国内外运用水下开挖法进行的施工项目进行了梳理和总结，认为其适用范围应当作如下限定：第一，适用于施工位置靠近江、河、湖、海，且采用了明挖法进行作业的深基坑项目工程。第二，适用于基坑挖掘深度超过30m，且其面积小于1000m2的深基坑工程。第三，在基坑下方位置和底部位置具有强透水地层，且需要满足强透水地层和地表水之间具有高度关联的水力关系。
        4深基坑水下施工的工艺及策略
        4.1水下开挖
        在水下开挖环节，结合国内外先进施工经验，通常情况下应当运用高压旋喷施工器械进行施工，且该器械需要附加三翼钻头。在施工过程中，还需要对所有参与施工器械进行合理布置，以达到良好的施工效果。在施工器械的选择方面，相应参数需要满足一定要求，结合国内工程实例，提出设备的参考型号和参考功率：、
        （1）旋喷桩机：型号GS500-4，功率15W；利用喷嘴以及三翼钻头，使用旋喷机产生的高压水和钻头对施工范围内的土体进行分割、搅拌，使其形成均匀度较高的泥浆。
        （2）潜水渣浆泵：型号ZJQ150-45-55，功率55W；下放旋喷头，下放深度为地表以下30cm，而后利用空压机和高压水泵进行旋转下沉，速度约为23~35cm/min，而后将速度升高至每分钟55~65cm/min。
        （3）空压机：型号6m3，功率40W；在泥浆产生后，利用卷扬机和渣浆泵进行排浆作业。在该过程中，应当分阶段、分层级进行开挖，速度要限制在1.5m/d。作业过程中要保证坑内液面不发生变化，且需要控制设备开挖深度高度差在1m以内。
        2.2水下混凝土浇筑环节工艺
        在市政深基坑开挖项目中，通常情况下会设计到水下混凝土的大面积浇筑。在该种情况下，水下混凝土浇筑作业采用满堂红法较为适宜。在导管选择方面，宜采用直径25cm，管壁厚度为10mm的无缝钢管，布置间距方面不宜超过5m。浇筑顺序方面应当采用以下顺序：（1）首批灌注；（2）正常灌注；（3）提升导管；（4）测量；（5）再次灌注。首批灌注需要关注混凝土灌注量，正常灌注需要按照风井外至内的顺序进行灌注，提升导管必须依据混凝土标高和埋深进行规范操作，每隔30min左右需要对混凝土标高进行监测记录，用于计算其流动半径和坡度。除此之外，还应当关注导管埋深，笔者认为导管埋深不应当小于1m。在坑内液面高度保持方面，需要高于外部地下水位1m或1m以上。
        5结论
        综上所述，在本文探讨的市政深基坑开挖项目中，自平衡的施工理念是未来此类工程项目发展的重要方向，具有较好的应用前景。在水下开挖法应用于市政深基坑项目开挖作业时，除应关注本文已经探讨的水下开挖施工工艺和混凝土灌注工艺外，还应当关注抗浮板设计的相关问题，该问题同样是理论和实践研究中需要关注的重点问题。
        参考文献
        ［1］李博，王贵和，吕高峰，等.深基坑水下开挖变形特性及坑底分仓优化［J］.建筑科学与工程学报，2019，36（06）：95-103.
        ［2］廖维刚.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2018（07）：187-188+191.
        ［3］杨硕.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用［J］.绿色环保建材，2018（02）：133.
        ［4］孙智勇.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用［J］.城市轨道交通研究，2016，19（03）：114-118+137.
        ［5］徐瑞.深基坑支护施工技术在现代市政工程中的运用[J].黑龙江科学，2020，11（4）：110-111.