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【摘要】水工建筑的天然地基都存在着一定的缺陷，只有通过人工的处理，改善、提高地基的综合性能，使其符合水工建筑地基的设计要求，才能确保水工建筑的安全。水工建筑的基坑包括岩基和软基，本文分别对这两种基坑开挖施工技术进行了分析。
【关键词】水工建筑；基坑开挖；施工技术
1.水工建筑的岩基开挖施工技术
1.1岩基开挖施工技术要点
1.1.1岩基支护结构的选择
岩基一般都属于深基坑，在进行开挖施工时，土体的边坡随时都可能会出现失稳、滑坡、塌方等现象，为了保障开挖施工的质量和安全，必须对土壁设置支护结构进行支撑和围护。在岩基施工中比较常见的支护结构有：板桩支护结构、灌注桩支护结构、深层搅拌水泥土挡墙支护结构、喷锚网支护结构[1]。
⑴板桩支护结构。板桩支护结构是岩基开挖施工中的一种临时性的支护结构，其优点是：一方面，板桩支护结构能够挡住侧面土壁的压力，并把土体里面的地下水挡在基坑外，使基坑免受水浸的困搅，确保基坑能够顺利地按设计标高进行开挖。另一方面，板桩支护结构在岩基施工过程中，能够使基坑的侧面保持在稳定状态，通常情况下都不会产生较大的侧移，因此对周边的建筑物、道路、管线或其他设施基本上不会造成不良影响。板桩支护结构比较常用的是钢板桩，有时也用钢筋混凝土板桩。钢板桩分平板型和波浪型两种：平板型钢板桩的优点是安装时比较方便，防水性能较高，通常多用于深度不是特别深或土质比较好的基坑中；波浪型钢板桩则拥有较好的防水性能和较高的抗弯性能，通常用于较深的基坑或是侧面土体压力较大的基坑中。板桩支护结构一般情况下是单独使用的，但在一些对支护要求较高的场合，也可以在桩板中结合使用锚杆或其他的内支撑，使板桩支护结构变得更加的稳定。
⑵灌注桩支护结构。顾名思义，灌注桩支护结构就是使用灌注桩对基坑进行支护的。灌注桩支护结构在安装布置时比较灵活、简单、方便，而且不会造成震动和产生噪音，造价也比较低。在使用灌注桩进行支护时，可以根据基坑土壁的实际情况，实施单排支护、双排支护或多排支护。需要注意的是，如果基坑土壁的土质比较松散或是基坑处于长时间的露天状况时，必须要用钢丝网混凝土在排桩间进行护面处理。
⑶深层搅拌水泥土挡墙支护结构。深层搅拌水泥土挡墙支护结构是把基坑周边的土体加固成为具有一定厚度的水泥土挡墙，并利用其自身的重力来对基坑土壁进行挡土支护的。施工时，一般是把基坑四周的土体跟水泥混合在一起并进行深层的搅拌，在凝结固化后就得到了块状或格状的连续壁，这种连续壁和壁间土共同对基坑的土壁进行支护，属于一种复合型的支护结构，通常用在基坑土质比较软弱、水平面积较大、深度不超过7m的岩基施工中。
⑷喷锚网支护结构。喷锚网支护结构是通过把锚杆、钢丝网筋、喷层混凝土和围岩结合成为一个整体，共同对基坑土壁进行承载、支护的，属于一种联合型的支护结构，其特点是施工简单方便、支护效率高、适应性强、支护造价低等。通常适用于位于基坑地下水位以上位置且土质较密实部位的支护，也适用于施工范围较狭窄的基坑中。
1.1.2岩基开挖方法的选择
岩基开挖施工的方法主要是钻孔爆破法，具体的选择可以参考表1：
1.2岩基开挖施工的质量控制
首先，要注意做好基坑的排水、降水。要合理布置基坑的排水系统，排水和开挖要同时进行，做到边挖边排，及时地控制和降低基坑水位，确保基坑开挖施工的顺利进行。
其次，要保证开挖施工顺序科学合理。一般要按照从上到下、分层开挖、先岸坡后河槽的顺序进行，在河床比较宽的情况下，可以通过采取相应的安全措施，同时进行河床和岩坡的开挖施工。
再次，要加强对开挖施工的控制，确保岩基开挖施工的质量。一方面可以根据水工建筑的自身实际及施工操作的要求，放宽基坑开挖的范围，一般控制在几米到十几米的范围内；另一方面，基岩在开挖后表面应当保持尽可能的平整，避免有尖锐突出的现象，并稍微向上游方向倾斜，以提高水工建筑运行时的稳定性。
2.水工建筑的软基开挖施工技术
2.1淤泥软基的开挖施工技术[2]
⑴稀淤泥软基的开挖施工技术。淤泥具有含水多、容易流动的特点，对于较薄或小面积的稀淤泥，需要倒入干砂来对淤泥进行挤压形成稍硬的土埂，然后在土埂上进行作业；对于大面积的稀淤泥，则需要通过填筑多条土埂来进行分区作业；对于面积大而且比较深的稀淤泥，则要先通过修筑围埂把稀淤泥分成若干个区域后，再进行分区作业。
⑵烂淤泥软基的开挖施工技术。当淤泥较厚、含水量较少且易粘难脱离时，就属于烂淤泥。为了避免粘铁锹的现象，可以在施工前先把铁锹泡水，或者使用铁叉来代替。施工时，可以采用集中突破法进行开挖，即先从烂淤泥的边沿开始，集中开挖一小部分，直到挖到硬土为止，然后再从这个硬土点向周边慢慢扩展开挖；也可以使用苇排铺路法进行开挖，就是把苇席绑扎起来连成苇排，然后在烂淤泥上铺设出一条路来作为挖、运烂淤泥的立足点。
⑶夹砂淤泥软基的开挖施工技术。有一层或多层砂层夹杂在淤泥中并把淤泥分成若干层时，就形成了夹砂淤泥。施工时，对于较厚的夹砂淤泥，一般按烂淤泥软基的开挖施工技术进行开挖施工；而对于很薄的淤泥层，要先对砂面进行晾晒，使表面干硬到一定程度、能够站人时，再对夹砂淤泥进行开挖施工，开挖时要把下面一层的淤泥也一起挖掉，使下一层的砂层表面露出来，如此反复进行开挖，直到挖完所有夹砂淤泥。需要注意的是，夹砂淤泥的开挖要有序，千万不能把砂层挖乱，以免增加开挖施工的难度。
2.2流砂软基的开挖施工技术
当基坑采用明式排水时，基坑水的冲刷力会造成较大的坡降，导致基坑底部出现渗流水并挟带有细砂，或者在边坡位置出现管涌、流土现象，这些现象就称为流砂。
流砂通常在非粘性土、细砂土、中砂土中发生，治理时一般是使用“排水、封砂”法：及时排出流砂中的水，以降低水力的坡度，并把开挖区域出现的流砂完全封闭起来，使其不再流动。
当出现流砂现象的基坑开挖深度和面积较小时，则进行护面处理：①砂石护面。在坡面和坡脚排水沟上先铺粗砂再铺小石子，砂层控制在50～80mm范围内，既防止了渗流水挟带泥沙现象，又使坡面免遭冲刷；②柴枕护面。同时在坡面和坡脚排水沟的沟底及两侧铺设柴枕，起到过滤渗流水和截停流砂的作用。
2.3软基施工中对泉眼的处理
对于地质钻孔处的泉眼，如果泉水较清，可将水引入集水井再排出基坑；对于浑浊的泉水，可以先铺一层粗砂，再铺一层石子，使泉水过滤变清，再通过集水井排出基坑。
对于建筑物底部的泉眼，必须先往泉眼上铺一层砂石对水进行过滤，然后再插入铁管排出泉水，待混凝土浇筑施工完成并凝结到一定强度后，再用较干的水泥砂浆堵塞排水通道。
3.结论
水工建筑的基坑开挖施工技术是一项综合性技术，必须根据实际情况进行合理运用，并不断地进行创新改革，才能使水工建筑的安全运行得到更加有力的保障。
【关键词】水工建筑；基坑开挖；施工技术
1.水工建筑的岩基开挖施工技术
1.1岩基开挖施工技术要点
1.1.1岩基支护结构的选择
岩基一般都属于深基坑，在进行开挖施工时，土体的边坡随时都可能会出现失稳、滑坡、塌方等现象，为了保障开挖施工的质量和安全，必须对土壁设置支护结构进行支撑和围护。在岩基施工中比较常见的支护结构有：板桩支护结构、灌注桩支护结构、深层搅拌水泥土挡墙支护结构、喷锚网支护结构[1]。
⑴板桩支护结构。板桩支护结构是岩基开挖施工中的一种临时性的支护结构，其优点是：一方面，板桩支护结构能够挡住侧面土壁的压力，并把土体里面的地下水挡在基坑外，使基坑免受水浸的困搅，确保基坑能够顺利地按设计标高进行开挖。另一方面，板桩支护结构在岩基施工过程中，能够使基坑的侧面保持在稳定状态，通常情况下都不会产生较大的侧移，因此对周边的建筑物、道路、管线或其他设施基本上不会造成不良影响。板桩支护结构比较常用的是钢板桩，有时也用钢筋混凝土板桩。钢板桩分平板型和波浪型两种：平板型钢板桩的优点是安装时比较方便，防水性能较高，通常多用于深度不是特别深或土质比较好的基坑中；波浪型钢板桩则拥有较好的防水性能和较高的抗弯性能，通常用于较深的基坑或是侧面土体压力较大的基坑中。板桩支护结构一般情况下是单独使用的，但在一些对支护要求较高的场合，也可以在桩板中结合使用锚杆或其他的内支撑，使板桩支护结构变得更加的稳定。
⑵灌注桩支护结构。顾名思义，灌注桩支护结构就是使用灌注桩对基坑进行支护的。灌注桩支护结构在安装布置时比较灵活、简单、方便，而且不会造成震动和产生噪音，造价也比较低。在使用灌注桩进行支护时，可以根据基坑土壁的实际情况，实施单排支护、双排支护或多排支护。需要注意的是，如果基坑土壁的土质比较松散或是基坑处于长时间的露天状况时，必须要用钢丝网混凝土在排桩间进行护面处理。
⑶深层搅拌水泥土挡墙支护结构。深层搅拌水泥土挡墙支护结构是把基坑周边的土体加固成为具有一定厚度的水泥土挡墙，并利用其自身的重力来对基坑土壁进行挡土支护的。施工时，一般是把基坑四周的土体跟水泥混合在一起并进行深层的搅拌，在凝结固化后就得到了块状或格状的连续壁，这种连续壁和壁间土共同对基坑的土壁进行支护，属于一种复合型的支护结构，通常用在基坑土质比较软弱、水平面积较大、深度不超过7m的岩基施工中。
⑷喷锚网支护结构。喷锚网支护结构是通过把锚杆、钢丝网筋、喷层混凝土和围岩结合成为一个整体，共同对基坑土壁进行承载、支护的，属于一种联合型的支护结构，其特点是施工简单方便、支护效率高、适应性强、支护造价低等。通常适用于位于基坑地下水位以上位置且土质较密实部位的支护，也适用于施工范围较狭窄的基坑中。
1.1.2岩基开挖方法的选择
岩基开挖施工的方法主要是钻孔爆破法，具体的选择可以参考表1：
1.2岩基开挖施工的质量控制
首先，要注意做好基坑的排水、降水。要合理布置基坑的排水系统，排水和开挖要同时进行，做到边挖边排，及时地控制和降低基坑水位，确保基坑开挖施工的顺利进行。
其次，要保证开挖施工顺序科学合理。一般要按照从上到下、分层开挖、先岸坡后河槽的顺序进行，在河床比较宽的情况下，可以通过采取相应的安全措施，同时进行河床和岩坡的开挖施工。
再次，要加强对开挖施工的控制，确保岩基开挖施工的质量。一方面可以根据水工建筑的自身实际及施工操作的要求，放宽基坑开挖的范围，一般控制在几米到十几米的范围内；另一方面，基岩在开挖后表面应当保持尽可能的平整，避免有尖锐突出的现象，并稍微向上游方向倾斜，以提高水工建筑运行时的稳定性。
2.水工建筑的软基开挖施工技术
2.1淤泥软基的开挖施工技术[2]
⑴稀淤泥软基的开挖施工技术。淤泥具有含水多、容易流动的特点，对于较薄或小面积的稀淤泥，需要倒入干砂来对淤泥进行挤压形成稍硬的土埂，然后在土埂上进行作业；对于大面积的稀淤泥，则需要通过填筑多条土埂来进行分区作业；对于面积大而且比较深的稀淤泥，则要先通过修筑围埂把稀淤泥分成若干个区域后，再进行分区作业。
⑵烂淤泥软基的开挖施工技术。当淤泥较厚、含水量较少且易粘难脱离时，就属于烂淤泥。为了避免粘铁锹的现象，可以在施工前先把铁锹泡水，或者使用铁叉来代替。施工时，可以采用集中突破法进行开挖，即先从烂淤泥的边沿开始，集中开挖一小部分，直到挖到硬土为止，然后再从这个硬土点向周边慢慢扩展开挖；也可以使用苇排铺路法进行开挖，就是把苇席绑扎起来连成苇排，然后在烂淤泥上铺设出一条路来作为挖、运烂淤泥的立足点。
⑶夹砂淤泥软基的开挖施工技术。有一层或多层砂层夹杂在淤泥中并把淤泥分成若干层时，就形成了夹砂淤泥。施工时，对于较厚的夹砂淤泥，一般按烂淤泥软基的开挖施工技术进行开挖施工；而对于很薄的淤泥层，要先对砂面进行晾晒，使表面干硬到一定程度、能够站人时，再对夹砂淤泥进行开挖施工，开挖时要把下面一层的淤泥也一起挖掉，使下一层的砂层表面露出来，如此反复进行开挖，直到挖完所有夹砂淤泥。需要注意的是，夹砂淤泥的开挖要有序，千万不能把砂层挖乱，以免增加开挖施工的难度。
2.2流砂软基的开挖施工技术
当基坑采用明式排水时，基坑水的冲刷力会造成较大的坡降，导致基坑底部出现渗流水并挟带有细砂，或者在边坡位置出现管涌、流土现象，这些现象就称为流砂。
流砂通常在非粘性土、细砂土、中砂土中发生，治理时一般是使用“排水、封砂”法：及时排出流砂中的水，以降低水力的坡度，并把开挖区域出现的流砂完全封闭起来，使其不再流动。
当出现流砂现象的基坑开挖深度和面积较小时，则进行护面处理：①砂石护面。在坡面和坡脚排水沟上先铺粗砂再铺小石子，砂层控制在50～80mm范围内，既防止了渗流水挟带泥沙现象，又使坡面免遭冲刷；②柴枕护面。同时在坡面和坡脚排水沟的沟底及两侧铺设柴枕，起到过滤渗流水和截停流砂的作用。
2.3软基施工中对泉眼的处理
对于地质钻孔处的泉眼，如果泉水较清，可将水引入集水井再排出基坑；对于浑浊的泉水，可以先铺一层粗砂，再铺一层石子，使泉水过滤变清，再通过集水井排出基坑。
对于建筑物底部的泉眼，必须先往泉眼上铺一层砂石对水进行过滤，然后再插入铁管排出泉水，待混凝土浇筑施工完成并凝结到一定强度后，再用较干的水泥砂浆堵塞排水通道。
3.结论
水工建筑的基坑开挖施工技术是一项综合性技术，必须根据实际情况进行合理运用，并不断地进行创新改革，才能使水工建筑的安全运行得到更加有力的保障。