基坑降水与支护工程施工技术

基坑降水与支护工程施工技术在现代城市建设中，随着地下空间开发的不断深入，基坑工程呈现出开挖深度大、地质条件复杂、周边环境敏感等特点。基坑降水与支护作为基坑工程的核心环节，其技术水平直接关系到工程的安全、质量与经济性。本文将结合工程实践经验，对基坑降水与支护工程的关键施工技术进行探讨，旨在为类似工程提供参考。一、工程前期准备与勘察设计基坑工程的成败，始于充分的前期准备与科学的勘察设计。这一阶段工作的细致程度，直接决定了后续施工的顺畅与否及风险控制能力。首先，详尽的地质勘察是基础。需查明场地的土层分布、各土层的物理力学性质（如重度、含水量、黏聚力、内摩擦角等）、地下水位埋深、地下水类型及补给排泄条件，以及不良地质现象（如暗浜、溶洞、软弱夹层等）的分布情况。对于周边环境的勘察同样不可或缺，包括邻近建筑物、构筑物的结构形式、基础类型及埋深，地下管线的种类、走向、埋深及使用状况，地面交通荷载等。这些数据是后续设计与施工方案制定的根本依据。基于勘察成果，基坑支护与降水设计需综合考虑基坑开挖深度、平面形状、周边环境条件、工程地质与水文地质条件、施工季节、工期要求及工程造价等多方面因素。设计方案应遵循“安全可靠、技术可行、经济合理、保护环境”的原则，进行多方案比选优化。值得注意的是，设计并非一成不变，应具备动态设计的理念，根据施工过程中揭露的实际地质情况、监测数据反馈，及时对设计方案进行调整与完善。二、基坑降水技术基坑降水的目的在于降低地下水位，为基坑开挖创造干燥的作业环境，同时防止基坑突涌、管涌、流砂等不良地质现象的发生，并有助于提高地基土的承载能力。常用的降水方法需根据土层渗透性、降水深度、场地条件等因素选择。轻型井点降水适用于渗透系数较小的土层（如粉质黏土、粉土），降水深度一般在数米。其原理是通过在基坑周围布置井点管，利用真空泵或射流泵产生的真空吸力，将地下水汇集并排走。施工时需注意井点管的埋设质量，确保滤管部分位于透水层，且密封良好，避免漏气影响降水效果。对于渗透系数较大的砂土或碎石土层，管井井点降水更为有效。管井通常采用钻孔成井，井内设置滤水管和抽水泵。管井的布置密度、深度及水泵选型需根据涌水量计算确定。降水过程中，应加强对地下水位的监测，防止过度降水对周边环境造成不利影响，如地面沉降、邻近建筑物开裂等。必要时，可采取回灌措施，以维持周边地下水位的相对稳定。当降水深度较大，单一降水方法难以满足要求时，可考虑采用喷射井点或深井井点。喷射井点借助高压水或压缩空气形成的高速射流，在井点管内产生负压，从而抽吸地下水，降水深度可达十余米。深井井点则适用于更深的降水需求，其井管直径较大，抽水能力强，但施工成本相对较高。降水方案实施前，需进行周密的降水试验，验证降水设计参数的合理性。降水运行期间，应确保排水系统畅通，并对抽水量、水位降深等数据进行记录与分析，确保降水效果满足施工要求。三、基坑支护技术基坑支护是为保证基坑开挖、地下结构施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边土体所采取的支挡、加固与保护措施。支护结构的类型繁多，应根据具体工程条件合理选用。排桩支护是目前应用较为广泛的支护形式之一，包括钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、沉管灌注桩等。排桩通常采用间隔排列或连续排列的方式，形成挡土结构。为提高止水效果，可在排桩间设置旋喷桩、搅拌桩等止水帷幕，或采用双排桩、桩间高压喷射注浆等工艺。排桩施工时，需严格控制桩身垂直度、孔径、孔深及混凝土浇筑质量，确保桩体的承载能力和整体性。地下连续墙具有刚度大、整体性好、止水效果佳、对周边环境影响小等优点，适用于深基坑、复杂地质条件及对环境保护要求高的工程。其施工工艺相对复杂，需经过导墙施工、成槽、钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑等多个环节，每个环节的质量控制都至关重要，尤其是成槽过程中的槽壁稳定和泥浆护壁质量。钢板桩支护则具有施工速度快、可重复使用、成本较低等特点，适用于软土地层及对工期要求较紧的工程。常用的钢板桩类型有U型、Z型、一字型等。钢板桩的打设应确保垂直度，避免锁口漏水。对于开挖深度较大的基坑，可结合内支撑或锚杆（索）共同作用，以提高支护体系的稳定性。土钉墙与复合土钉墙支护，通过在土体内设置土钉，并与喷射混凝土面层相结合，形成类似重力式挡土墙的支护结构。土钉墙具有施工便捷、造价经济等优点，适用于地下水位较低、土质较好的基坑工程。复合土钉墙则通过结合预应力锚杆、微型桩、止水帷幕等措施，拓展了其适用范围。施工时，需注意土钉的成孔质量、注浆饱满度以及喷射混凝土面层的强度和厚度。锚杆（索）支护常与排桩、地下连续墙等支护结构联合使用，通过锚杆（索）将支护结构所承受的荷载传递到深部稳定土层中，从而提高支护结构的稳定性。锚杆（索）的施工包括钻孔、安放钢绞线（筋）、注浆、张拉锁定等工序，其抗拔力是保证支护效果的关键。此外，SMW工法桩（型钢水泥土搅拌墙）作为一种新型支护结构，通过将多轴深层搅拌桩与型钢相结合，兼具挡土和止水功能，施工速度快，型钢可回收，具有较好的经济效益和环境效益，在合适条件下值得推广应用。四、基坑施工过程中的监测与控制基坑工程具有较强的隐蔽性和复杂性，施工过程中的监测与控制是确保工程安全的重要手段。监测工作应贯穿于基坑开挖与地下结构施工的全过程。监测内容主要包括：基坑周边地表沉降、坡顶水平位移、围护结构变形、围护结构内力、支撑轴力、地下水位、周边建筑物沉降与倾斜、周边地下管线变形等。监测点的布置应具有代表性，能全面反映基坑及周边环境的受力与变形状态。监测频率应根据施工阶段和变形速率确定，在基坑开挖关键阶段及变形较快时，应加密监测频次。监测数据应及时整理、分析，并与设计预警值进行比较。一旦发现监测数据接近或超过预警值，或出现异常变形、裂缝等情况，应立即停止施工，分析原因，并采取有效的加固或应急措施，待情况稳定后方可继续施工。这种“动态监测、信息化施工”的模式，是实现基坑工程安全可控的重要保障。同时，施工过程中的质量控制也不容忽视。严格按照施工方案和技术规范组织施工，加强对各道工序的检查与验收。例如，降水井的成井质量、支护桩的混凝土强度、锚杆的注浆饱满度等，均需进行严格把关。对于关键部位和关键工序，应实行旁站监理，确保施工质量。五、结论与展望基坑降水与支护工程是一项系统工程，涉及地质、岩土、结构、施工、监测等多个学科领域。其施工技术的选择与应用，必须紧密结合工程实际，做到因地制宜、综合治理。在工程实践中，应始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，强化勘察设计的先导作用，优选施工工艺，加强过程监测与质量控制，确保基坑工程的安全可靠与经济合理。随着城市建设的不断发展，基坑工程将面临更深、更复杂