试论水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用

试论水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用

罗平宇

长沙市公路桥梁建设有限责任公司湖南长沙410205

摘要：近几年来，城市化程度加深，市政工程建设水平不断提高，但市政工程中面临的问题也日益严峻，深基坑问题就是目前亟待解决的问题。本文基于实际工程案例对水下开挖法进行分析，然后从水下开挖工艺、深基坑养护和抗浮底板设计、混凝土浇筑工艺这三个方面具体概述水下开玩的实际应用要点技术。

关键词：水下开挖工艺；深基坑养护；抗浮底板；混凝土浇筑

引言

水下开挖法常见于水工工程城管隧道工程中，对施工专业性有着极高的要求，虽然目前在多个工程项目中积累了成功的经验，但是在实际应用的过程中依然不能够掉以轻心。尤其是在一些施工难度较大的市政工程深基坑施工中，应用水下开挖法虽然可以解决施工难题，但也存在一定的风险。

一、市政工程深基坑施工案例分析

（一）工程概况

本文以南京市某过江隧道市政工程施工为例，该工程的施工位置较为特殊，某风井位于一水塘中，该团队经过详细的调查后，最终选择采用水下开挖法，以保证施工的稳定进行。该工程预计基坑开挖深度为44.5m，底板埋深为21.5m，位于水塘中风井的内外直径分别为26.8m、29.2m。该风井中所在场地地层岩性以全新统灰色和灰褐色粉质以及淤泥质粉质的黏土、粉砂、圆砾混卵石地层等组成，场地上层潜水水位为天然地面下0m，下部承压水主要来自于长江江水补给，承压水头和长江水位之间属于齐平关系。根据有关部门提供的过往资料南京水位站历年最高水位、最低水位分别为+8.31m、-0.37m。且该风井所在位置的洪水位为10.98m。

（二）施工设计

根据工程基本概况和具体地质水文参数来看，在进行深基坑开挖的过程中，要采用相应的围护措施，设置低下连续墙，墙厚1.2m、嵌固深度18m、设置24幅槽段。根据实际计算结果以及市政工程建筑要求，要在基坑内部设置三道环梁，顶冠梁截面为1.2m×2.5m，环梁截面为1.2m×1.5m。此外，基坑外部地下连续墙的外侧还要采用旋喷桩加固，尤其是在距离连续墙3.6m范围内的盾构穿越区域，通过这种方式可以保证土体得到进一步加固。具体工序如下：

第一，平整场地，设置临时防洪围堰。第二，在基坑内外侧进行高压旋喷桩加固施工，同时展开地下连续墙、顶冠梁施工。第三，深基坑开挖，在开挖过程中采用由上至下的顺序依次开挖并浇筑环梁，直到第三道环梁。待环梁达到设计强度后，向坑内灌水。必须要保证坑内水位高于坑外地下水，一旦发现异常，就要立即上报，并且向坑内回灌护壁液浆。第四，平整清理坑底，并且在水下分层处浇筑混凝土，完成封底结构后，清除坑内积水。根据实际情况来看，整体施工过程安全，按照固定的施工完成。

二、水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用

（一）水下开挖工艺

根据上文分析来看，水下开挖的过程中，主要采用的是高压旋喷机设备，借助这种三翼钻头开凿设备进行施工。在实际开挖过程中，要对土体施加高压水流，同时在三翼钻头的搅动下，对土体进行切割、粉碎，将黏土转化为质地均匀的泥浆。随后利用低压旋喷器、高压水泵，保持下沉幅度和旋转进度进行同步，最后用黏土全部打碎后就可以成为泥浆。与此同时，将潜水渣浆泵放在旋喷设备一侧进行排浆，从而完成水下开挖施工中的重点环节。在开挖过程中，必须要按照设计顺序完成施工，以此保证风井的施工质量。不仅如此，在实际施工过程中，还要结合不同地区的施工情况，具体设计施工工艺参数，保证速度、水位、深度都符合实际要求。市政工程中深基坑施工必须要保证风井质量，市政工程本身度对质量、工艺有着较高的要求，采用水下开挖法进行施工，可以最大程度保证施工安全，提高施工效果。此外，风井井点的布置十分重要，基于具体的位置，确定频率、井点管、设备等进行定位，并且铺设总管、冲孔等环节，需要注意的是不能够使用砂砾、黏土等进行过滤、填充、密封[1]。

（二）深基坑养护和抗浮底板设计

在实际应用的过程中，深基坑的养护和抗浮底板设计是最为重要的部分，在市政工程深基坑施工过程中，采用了水下开挖法就证明了该工程的难度较大，因此施工过程中，降水、地下水环境发生任何变化都会导致坑内出现积水的情况，此时，如果坑底的水压高出承载负荷，那么就要在接缝处或者维护墙外增加抗剪槽分担水平压力。不仅如此，在施工过程中除了抗浮底板之外，基坑的清理工作也十分重要，尤其是在混凝土浇筑后，会残留大量的泥浆和杂质，对土层的均匀性和平整度，应该由专业水下清理人员携带高压水枪或者刷壁器完成清除工作，重点针对基坑护壁、底层进行清除，以此保证封底和地下连续墙的承接度，让建筑稳定性得到提升。

（三）混凝土浇筑工艺

除了上述两个环节需要注意之外，在利用水下开挖法进行深基坑施工的过程中，还需要对混凝土浇筑工艺进行分析。水下开挖法的混凝土浇筑工艺和传统的浇筑工艺存在一定的区别，水下混凝土浇筑过程中需要使用导管，将混凝土输送到具体位置完成浇筑。一般情况下，水下混凝土浇筑使用的导管为无缝钢管，内外径分别为：25cm、35cm。此外，导管的铺设间距保持在4-5cm，浇筑过程中必须要保证导管位置合理，并且实时掌握浇筑情况进行测量。在浇筑之前，要对导管的灌注量进行计算，由外向内的完成浇筑，导管位置也要严格按照相应的标高进行处理。最为重要的是，在完成浇筑后，就要对已经成型的浇筑面进行适当的修正，保证浇筑面平整，没有裂痕。使用水下开挖法的过程中，混凝土浇筑工艺质量必须要得到保证，因此在实际施工过程中，必须要明确技术流程和要点，有效提升质量。除了上述地方之外，还要对混凝土材料的用量、导管位置进行详细的记录和测量，并且在下一次浇筑过程中适当的进行调整[2]。

总结

综上所述，水下开挖法常见于邻近地表水系或者基坑地带含有透水地层的深基坑工程中，在实际施工过程中，必须要保证作业流程正确，完善施工设计，以此保证深基坑工程效果。不仅如此，在开展深基坑施工过程中，要对施工项目进行全面的考察，分析技术条件和施工现状，制定出最为合理的施工方案。

参考文献

[1]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.

[2]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.