深基坑支护技术在水利工程施工中的应用

引言

水利工程深基坑施工是一项复杂的系统工程，涉及岩土工程、结构工程、水文地质等多个学科。随着水利工程规模的不断扩大，基坑深度逐渐增加，施工难度和安全风险显著提高。深基坑施工中常见的技术难题包括软弱地层失稳、高水压渗流、深层承压水突涌等。这些问题如处理不当，可能导致基坑坍塌、周边建筑物沉降等严重后果。因此，研究深基坑施工中的关键技术和解决方案具有重要的工程实践意义。

1 基坑支护技术概述

在水利工程施工中，基坑支护技术的应用尤为重要，其主要是为了避免基坑在施工期间出现沉降、滑坡及坍塌等安全事故，所采用的一系列支护手段，通过该技术的有效应用，可以充分保证基坑周围的结构与土壤承受住施工阶段及完工后的力量与重压，进一步提升水利工程施工的安全性、稳定性。一般来讲，传统的基坑支护技术主要包括混凝土梁支撑、木工支撑等，而现代基坑支护技术则有了更多选择，如钢板桩、悬梁臂等。在这些基坑支护技术具体应用过程中，通过对基坑侧壁及坑底进行加固处理，可以有效抵抗土压力、水压力等外部荷载，最大限度防止基坑坍塌，进而更好地保障施工人员及周围环境的安全。近些年来，通过现代科学技术的不断创新及实践经验的累积，基坑支护技术正向着更可靠、更高效、更持续的方向前进。因此，为建设出符合国家规定要求的水利工程，保障水利工程施工的有序、顺利进行，施工单位必须积极引进时下先进的基坑支护技术，并要求施工人员基于工程施工事情，选用恰当、规范的技术手段进行支护施工，唯有如此，方可全面体现出基坑支护技术的真正价值，使其为现代化城市建设的不断推进贡献力量。

2 水利工程深基坑特点

2.1 地质条件复杂

水利工程多建于江河湖泊周边，深基坑地质环境复杂。地下水位普遍高于基坑底面 0.5-3m ，长期浸泡使土体饱和度高，压缩性显著提升，压缩系数增大，土层结构多样，软土、砂土、粉土及淤泥质土交互存在，不同土层力学参数差异大，如在某水利工程勘察中，上部2—5m 为粉质黏土，粘聚力 30—50kPa，下部 10—20m 是淤泥质土，粘聚力 10—20kPa，压缩模量1.5—2.5MPa，这种复杂地质要求在深基坑支护设计时，需精确测定土层参数，依据不同土层特性，选择合适的支护结构与施工工艺，否则基坑稳定性难以保障。

2.2 施工空间受限

部分水利工程施工场地空间狭窄、周边环境复杂，施工场地狭窄导致大型机械设备停放和作业空间受限，以常见的 20t 级挖掘机为例，其作业半径需8—10m，若场地宽度不足 15m ，设备难以正常回转作业，土方开挖效率会明显降低。同时，材料堆放空间不足，材料易损坏、混乱，增加施工管理成本。周边环境复杂时，若基坑边缘距既有建筑物基础小于 2 倍基坑深度时，施工中需严格控制基坑变形，水平位移不得超过 30mm ，否则易导致建筑物开裂。

3 深基坑支护技术在水利工程施工中的具体应用

3.1 土钉墙支护技术

土钉墙支护技术是利用土钉与土体之间发生的相互作用以加固边坡，使土体具有良好的稳定性和整体性的支护技术。土钉墙支护技术具有施工简单、造价低、工期短等优点，适用于地下水位以上或经人工降水后的黏性土、粉土、杂填土、非软塑的黄土层、弱胶结的砂层。在土钉墙支护技术的施工过程中，需要注意以下几点。 ① 土钉成孔。土钉成孔前应按设计要求定出孔位并做出标记。成孔后应将孔内残留和松动的杂土清除干净；② 土钉安装。土钉钢筋应沿长度方向每隔 2m 焊接对中支架，以免钢筋紧贴孔壁，同时保证保护层厚度不小于 20mm 。土钉端部应焊接加强筋和导向帽，土钉安装后孔口应临时堵塞，防止杂物落入； ③ 注浆。注浆材料宜选用水泥浆或水泥砂浆，水灰比宜为 0.45～0.55 ，注浆压力应控制在 0.20～ 0.40MPa 。注浆时，注浆管应插至距孔底 250～500mm 处，随水泥浆的注入缓慢匀速拔出，注浆管口应始终埋在浆体表面下，保证孔内气体能全部溢出； ④ 挂网喷混凝土面层。钢筋网应与土钉和其他加强筋连接牢固，喷射混凝土面层宜分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上，初喷应先喷一层40～50mm 厚混凝土，再铺设钢筋网，钢筋网与土钉应连接牢固，最后复喷混凝土至设计厚度。养护时间宜为 3～7d

3.2 钢板桩支护技术

现阶段，在水利工程工程施工环节中，钢板桩支护技术因其自身独特优势在基坑支护施工中取得了普遍应用。在此项支护技术具体应用环节中，为充分发挥出其所具有的真正价值，需要注意以下工艺应用要点。首先，钢板桩支护技术是通过钳口或锁扣来连接各个钢板，使其形成一个整体的钢板墙，而钢板桩自身是具有各种不同形状的，形状不同的钢板所起到的支护效果也有所差异，为此，施工人员可以根据具体的受力因素、防水因素等来选择相应的钢板桩，以进一步提升基坑支护效果；其次，钢板桩支护技术所能应用的基坑环境也需要进行详细了解，如果钢板的强度不足以达到支护要求，那么将很有可能在支护环节发生变形，为此则需要建立其它可靠的支护措施。同时，在钢板桩施工时，也需要尽量减少噪音，以最大限度避免对周围环境造成不良影响；最后，在应用此项技术具体应用前，施工人员需对环境影响、安全影响等进行综合考虑，必须在确定各方面都适用的前提下再进行施工，以保证基坑支护施工的顺利进行。

3.3 地下连续墙

地下连续墙，由钢筋混凝土构筑而成，是一种具备出色防渗与支护能力的连续墙体。面对复杂地质状况以及深基坑工程，它都能大显身手。施工时，先在基坑周边挖掘槽孔，接着往槽孔中浇筑钢筋混凝土，随着浇筑作业的完成，一道坚实的连续墙体便就此成型。地下连续墙具有较好的稳定性和防渗性能，能够有效防止土体和地下水的侵入。地下连续墙的设计和施工需要考虑地质条件、基坑深度以及周边环境的影响，以确保其能够有效发挥支护作用。

3.4 钢管桩支护技术

钢管桩支护技术的原理是将钢管桩与冠梁、支撑体系等相互连接，构成一个完整的支护系统，从而增强支护结构的整体稳定性。在具体实践过程中：施工人员应积极做好地质勘察与设计工作、材料与设备准备工作、场地平整与测量放线工作。然后，用起重机把钢管桩吊运到指定的桩位处。依据地质条件和施工要求选择锤击法、振动法或静压法等合适的沉桩方式，并在沉桩过程中，将钢管桩垂直度偏差控制在± 1% 范围内。在然后，钢管桩施工完成后进入冠梁施工环节，相关人员需先开展冠梁的钢筋绑扎和模板安装，再按照设计要求浇筑混凝土。在冠梁和支撑体系达到设计强度后，遵循分层、分段、对称、均衡等原则开展基坑开挖。以此为水利工程深基坑施工顺利进行创造良好条件。

结语

综上所述，本文通过深入了解水利工程深基坑的特点，合理选择和应用深基坑支护技术，可为后续施工建设的顺利进行奠定坚实基础，进而进一步提升水利工程施工的安全性与稳定性。

参考文献

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