水利工程深基坑支护施工技术及稳定性分析

引言

水利工程是国家关键的基础设施，在防洪、灌溉、供水、发电等领域扮演着至关重要的角色。伴随经济的快速进步，水利项目规模持续增长，面临的地质环境也更加复杂，深基坑施工的应用日益增多。深基坑的支护是地下结构施工的先决条件，其技术水平和稳定性管理对施工的进度、安全及成本有直接影响。鉴于水利工程通常位于河流、水库等水域附近，地质条件多变，地下水丰富，深基坑的开挖可能引发边坡不稳定、坍塌、管涌等问题，这不仅对施工人员的安全构成威胁，还可能引起周边建筑物的沉降和裂缝，造成巨大经济损失。因此，对水利工程深基坑支护技术进行深入研究，全面分析其稳定性影响因素，并制定合理的控制措施，对于提升施工质量和确保工程安全具有极其重要的实际价值。

一、水利工程深基坑支护施工关键技术

（一）土钉墙支护技术

土钉墙技术是水利工程深基坑领域中一种普遍应用的轻量级支护手段。该技术通过在基坑边坡内嵌入土钉（如钢筋或钢管），并与喷射的混凝土层结合，构建出一个混合支护系统，依靠土钉与周围土壤的摩擦力和粘接力共同抵御土压力，确保边坡的稳定。这一技术以其施工快速、成本低廉、适应性广等优点受到青睐，适用于地下水位不深、土质优良的非粘土、粉土和砂土地层。在施工阶段，必须严格控制土钉孔的质量，确保孔径和深度满足设计规范，并及时进行注浆作业，常用注浆材料为水泥浆或水泥砂浆，注浆压力需根据土壤特性适当调整，以保证浆液有效填充孔壁，增强土钉与土壤的连接强度。

（二）排桩支护技术

排桩支护系统涉及在基坑外围布置钢筋混凝土灌注桩或预制桩，构筑一个连续的桩群，依靠桩体的抗弯和抗剪性能来抵御土和水压力，适合用于中等深度的基坑和地质条件复杂的区域，例如软土地带、砂质土以及地下水丰富的地层。施工质量控制是排桩支护技术的核心，对于灌注桩施工，必须确保桩位误差在规范范围内，并在钻孔时采取防护措施以防止坍孔，同时连续浇筑混凝土以防止断桩或缩颈。预制桩施工中，需严格控制桩体的垂直度，沉桩时采用静压或锤击法，并监控桩顶高度和贯入深度，以确保桩体承载能力达到设计要求。

二、水利工程深基坑稳定性影响因素分析

（一）地质条件因素

地质条件是影响深基坑稳定性的首要因素，不同的土层性质对基坑支护体系的受力和变形影响显著。黏性土具有较强的可塑性和黏聚力，但透水性较差，基坑开挖时易因应力释放产生较大沉降；砂土颗粒间粘结力弱，透水性强，在地下水作用下易发生管涌、流砂等现象，导致边坡失稳；软土具有高压缩性、低强度特点，基坑开挖后易出现不均匀沉降，增加支护结构的荷载。

（二）施工工艺因素

施工工艺的合理性与规范性对深基坑稳定性至关重要。基坑开挖顺序和开挖速度直接影响边坡受力状态，若违反 “分层开挖、分层支护” 原则，一次开挖深度过大，会导致边坡土体应力集中，超过土体抗剪强度而发生滑动。支护结构施工质量缺陷也是引发稳定性问题的重要原因，如土钉注浆不饱满、排桩出现断桩、地下连续墙接头渗漏等，会降低支护体系的承载能力和防渗性能。

三、深基坑支护施工稳定性控制对策

（一）优化地质勘察与设计方案

强化地质勘察工作是保障深基坑稳定性的基础，勘察前应明确勘察范围和深度，根据工程规模、地质条件复杂程度制定详细勘察方案，采用钻探、物探、原位测试等多种手段，全面查明基坑范围内的土层分布、岩土性质、地下水埋藏条件及不良地质构造。勘察数据应进行严格审核与分析，确保岩土力学参数的准确性和可靠性，为支护设计提供科学依据。支护设计方案应结合地质条件、基坑深度、周边环境等因素综合确定，选择经济合理、安全可靠的支护形式，对关键部位进行受力验算和变形分析，如支护结构的抗倾覆、抗滑移稳定性验算，基坑边坡的整体稳定性验算等。设计过程中应预留一定的安全系数，考虑施工误差和环境变化对支护体系的影响，确保设计方案具有较强的适应性和可行性。

（二）强化施工全过程质量管控

施工阶段是控制深基坑稳定性的关键环节，应建立健全质量管理体系，严格执行施工规范和设计要求。基坑开挖前应编制详细的施工组织设计，明确开挖顺序、支护流程、施工进度及质量控制要点，开挖过程中严格遵循 “分层、分段、对称、平衡” 原则，控制开挖速度和坡度，避免超挖现象。支护结构施工应严格把控材料质量关，钢筋、水泥、砂石等原材料需经检验合格后方可使用，施工工艺应符合规范要求，如土钉成孔、注浆，排桩浇筑，地下连续墙成槽等环节需进行旁站监理，及时发现和纠正施工缺陷。加强施工过程中的质量检测，对支护结构的尺寸、强度、承载力等指标进行抽样检测，确保符合设计标准。建立施工质量追溯制度，对每道工序进行验收，合格后方可进入下道工序施工。

结语

深基坑支护技术的实施及稳定性保障是一个复杂的系统工程，对施工安全与结构耐用性有直接影响。本文针对土钉墙、排桩、地下连续墙等关键技术进行了深入研究，阐明了各项技术的应用要点及施工质量控制要点；从地质、施工工艺、地下水位及周围环境等多个角度分析了影响深基坑稳定性的关键因素，并提出了相应的优化勘察设计、加强施工管理、合理处理地下水、构建监测系统等措施。在具体工程中，需依据地质状况和工程要求选择合适的支护技术，严格执行稳定性控制措施，通过全面的施工监控和动态管理来保障深基坑的安全施工。展望未来，随着水利工程施工技术的进步，深基坑支护技术预计将向智能化和环保方向发展，为水利工程的安全生产和高效施工提供更加坚实的技术保障。

参考文献

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