灌注桩支护在水利工程深基坑中的应用研究

摘要：在水利工程中，深基坑的稳定和安全直接关系到整个工程的质量。在水利工程中，灌注桩支护以其施工简单、造价低廉、适应面广等优点而受到广泛关注。通过对水利工程中灌注桩支护技术的研究与探索，以期为实际施工提供一定的理论基础与借鉴。

关键词：灌注桩支护；水利工程；深基坑；应用

Abstract: In water conservancy projects, the stability and safety of deep foundation pit are directly related to the quality of the whole project. In water conservancy projects, the cast-in-place pile support has been widely concerned for its advantages such as simple construction, low cost and wide adaptation area. Through the research and exploration of the supporting technology of pouring pile in the water conservancy project, it is expected to provide some theoretical foundation and reference for the actual construction.

Key words: cast-in-place pile support; water conservancy project; deep foundation pit; application

随着水利工程的迅速发展，越来越多的工程如大型水闸、泵站、水电站等工程，都会遇到深基坑的挖掘问题，在工程的施工中，由于受到周围的建筑或地势等因素的限制，很难进行大的开挖，此时需要利用基坑的方法来解决这个问题。近年来，基坑支护技术也取得了长足发展，从早期的放坡开挖发展了多种支护方式。

一、灌注桩支护技术概述

灌注桩支护技术是一种在水利工程中得到广泛使用的一种新型支护结构，其定义是指通过在土体中钻孔并灌注混凝土来形成桩体，进而利用桩体与周围土体的相互作用，达到稳定基坑、防止土体坍塌的目的。根据施工方法的不同，灌注桩支护可以分为干作业成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩和套管钻孔灌注桩等多种类型。这些类型各有特点，适用于不同的工程环境和地质条件。

干式作业灌注桩是利用机器或手工开挖成孔，再将其浇筑而成桩。该技术可用于地下水位较低，土层较稳定的区域。采用泥浆护壁成孔灌注桩，向钻孔中注浆，使钻孔壁面稳固，并将钻孔中的渣土抽走，然后进行混凝土浇筑而成桩。该技术适合于地下水位较高，土层较不稳定的情况。套管成孔灌注桩则是利用套管作为孔壁支撑，通过振动或冲击等方式将套管沉入土中，然后拔出套管并灌注混凝土形成桩体。这种方法适用于土层较软、易坍塌的地区。灌注桩支护技术作为一种新型的支护结构，其优点是适用范围广、灵活多变，能够针对具体的工程情况、地质情况进行合理的处理。在工程实践中，灌注桩作为一种新型的支挡结构，其受力性能良好，稳定可靠，可以起到很好的支撑和保护作用。另外，灌注桩的防渗效果也很好，可以避免受到地下水的冲击[1]。

二、基坑支护与开挖技术措施

（一）基坑特点与难点

由于周围的环境情况比较复杂，因此，深开挖对船闸的正常运营有很大的影响。在大基坑北部的许景段，原有的输水管道位置在基坑的2倍深区域，施工过程中极易引起管道的变形和损伤。深基坑施工条件较差，南侧为水闸，西侧为河道，北侧为人行通道。由于不同位置的深差异较大，且有坑中坑，需要进行坑内支护，因此，在抽水蓄能电站的基础上，极易引起闸室桩的横向变形。这条河流有可能渗入壕沟。地下水埋深有一定的上限。

（二）基坑开挖技术

基坑开挖应在支护桩和桩顶标高达设计强度后才能开始。基坑开挖应按分段，分层，对称施工，不能超挖。在施工过程中，应严格控制每次开挖后露出的墙的宽度，避免同一工作状态下一次挖完。为避免坑底出现积水，必须在基坑开挖后及时做好排水沟、集水井等排水措施。基坑开挖的顺序和方法应符合设计条件，按施工支护，先开挖后开挖，分层开挖，严禁越界开挖。基坑内侧挖土按分段方式进行，各片区各边坡成型后，要及时对坡面进行防护。

三、基坑支护形式

基坑支护的形式主要包括放坡开挖及简易支护、自立式支护、挡墙式支护及其他形式支护等。其中，挡墙式支护形式在实际工程中应用最为广泛，以下简要介绍几种常见的挡墙式支护形式。

（一）型钢水泥土搅拌墙

型钢水泥土搅拌墙，一种广泛应用于土木工程领域的挡土和截水结构，其重要性在于其能够有效地阻止土体运动和渗水，确保工程项目的稳定性和安全性。这种结构的特点在于其适应性广泛，能够应对各种不同的土层条件，无论是软土、粘土还是砂土，都能展现出优秀的性能。

随着科技的发展和施工技术的进步，型钢混凝土墙体因其独特的优点逐渐受到越来越多工程师和施工人员的青睐。施工工艺简便，使得施工过程更加高效，减少了不必要的时间和人力成本。同时，其经济实用性也使其成为许多工程项目中的首选方案。然而，正如任何事物都有其两面性一样，型钢混凝土墙体在位移和厚度方面相对较大，这也给设计和施工带来了一定的挑战。

（二）柱列式排桩

柱列式排桩是深开挖中常用的一种围护形式。由于各单体间有间隙，不能直接进行剪力或侧向力矩的转移，所以采用通过腰梁和冠梁来实现横向连接。当基坑开挖深度大或对支撑变形有一定需求时，可采用在排桩腰梁设置锚固件，以增强其稳定。当地下水埋深不大时，为确保开挖面无积水，应在开挖过程中加设隔水幕。柱列式排桩具有支撑刚度大、承载能力高、变形小、稳定好等优势，但存在桩身间隙需附加加固、工艺繁琐等问题。

（三）地下连续墙

地下连续墙是一种利用专用设备开挖特定深、宽的沟槽，并在沟槽中灌注砼而成的一种新型的围护结构。各部分之间相互重叠，形成一道连续的墙。通过在砼浇注时增设钢筋笼或型钢，来改善其强度与刚性。地下连续壁刚性大，承载力大，止水效果好。这种墙体一般应用在一些特殊的建筑工程中。但由于其施工工艺较为繁琐，对建设周期、工艺要求高、成本高[2]。

四、灌注桩支护在水利工程深基坑中的应用

（一）基坑支护

在水利工程项目中，经常会遇到大面积的基坑工程，比如闸门、泵站、水库等。但在实际工程中，基坑工程中存在着土体坍塌和基坑侧壁破坏等问题。灌注桩是一种能保证深大开挖面稳定性、降低坍塌危险、保证工程安全的高效方法。灌注桩的基本原理是通过钻孔或挖掘孔洞，在基坑侧壁中注入高强度的混凝土，形成垂直或倾斜的桩体。这些灌注桩可作为基坑周边的支撑结构，与其他支护措施（如钢支撑、悬臂板等）相结合，形成稳定的基坑支护系统。

灌注桩承载能力强、抗侧推能力强、施工方便、施工迅速。在水利工程深基坑的应用中，灌注桩可以承受较大的侧压力，又能抵御土体的水平位移与损伤。另外，灌注桩的制作工艺比较简便，工期短，可以加快建设速度。在水利工程中，灌注桩的应用非常广泛，如水闸、泵站、引水隧洞等。采用灌注桩支护能够有效地保障深大开挖过程中的边坡稳定性，降低工程建设过程中发生的安全事故，从而保障工程的长远稳定[3]。

（二）抗浮桩

在水利工程中，灌注桩是一种常用的支护形式。防浮桩是一项非常有意义的工程。在水利工程中，常遇到高水位条件下，会引起地基土上浮，从而给工程建设带来隐患。因此，采用在深基坑上进行钻孔灌注，形成一种新型的防浮桩体系。抗浮桩结构是在深大的深基坑上，采用灌注桩作为地基处理的方法。灌注桩是一种用钢筋混凝土浇筑而成的桩基，它能在地面上构成牢固的地基。在开挖时，应先对基础部位做好相应的清理和加固。在此基础上，按设计规定的距离、部位进行钻孔灌注，保证桩身与周边土地紧密结合。

抗浮桩结构是利用桩基自身的刚度及自身的承载力，抵御来自深埋地层的地下水上浮。在地下水位很高的情况下，灌注桩可以抵抗地下水的作用，对地基土起到很好的支撑作用。从而保证了基坑的稳定，保证了工程的顺利实施。

在水利工程中，采用灌注桩作为防浮桩，其优点是多方面的。首先，该方法可以降低土的上浮危险，增强深基坑的整体稳定性能。其次，灌注桩在工程中的应用比较简单、快速，加快了工程的进展。同时，因其承载能力强、工作可靠等特点，使其在长时间内仍能维持其稳定性[4]。

（三）围堰支护

在水利工程建设中，往往要在河道或水库等水域进行地基处理，往往要在水下进行深基坑开挖。在这样的地质条件下，开挖难度大、危险性大，必须采用合理的支撑技术，才能保证开挖过程中的安全及水体的稳定性。灌注桩是一种较为常见的围护形式，其受力性能好，稳定可靠，已被普遍采用于水上环境。采用灌注桩进行围堰，具有施工简便，效率高，对周边环境影响少等优点。首先，采用现浇注浆技术，在基坑内迅速构筑高强度的支挡结构，能较好地阻止水土流失和滑坡。其次，灌注桩能满足特定的工程要求及水体状况，具有很好的适用性与灵活性。最重要的是，灌注桩作为一种可靠的支护结构能够保证基坑在开挖过程中的稳定性，有效降低施工风险[5]。

（四）基坑支护

在水利工程建设中，尤其是在大面积的基础上，采用灌注桩作为一种新型的支挡结构形式，对其具有十分重要的意义。地下水流是工程建设中普遍存在的问题，严重威胁着工程建设的顺利进行。在这种情况下，利用灌注桩作为一种新型的支挡结构，既能对周围地基起到良好的支撑作用，又能通过合理的排水方式将地下水流引入适当的排水管道，从而保证工程的安全运行。

灌注桩是一种以钻孔为基础，以钻孔为基础，以钻孔为基础，以钻孔为基础的灌注桩。在进行深层开挖时，应先对地基进行预处理，再利用挖掘机等特殊机械开挖。同时，在基坑周边逐步灌注混凝土，形成一系列的灌注桩，灌注桩能够起到很好的支撑作用，从而避免了地基坍塌，保证了工程的安全性。

同时，为了解决地下水涌入的问题，必须设计合适的排水系统。要做到这一点，可以采用排水井，排水沟等设备。在灌注桩的基础上，采用了与之配套的排水措施，以保证开挖面内的地下水得到合理的排放，保证了基坑的干净。这样既可以保证项目的工期，又可以保障工程的安全性[6]。

五、结论

综上所述，基坑支护技术在水利工程中得到了广泛应用，但是，在工程实践中是一项临时性的工程，它的建设成本很高，会对整体的成本产生很大的影响，因此，必须根据具体的情况，选用适当的支护方式，这样才能保证其在技术上和经济上的合理性。同时，要注重对整个工程的实施过程进行监控，确保其符合设计要求，并对其进行实时检测，并对其进行后续的监控，从而确保整个水利工程的建设质量。

参考文献：

[1]张洪彬.复杂深基坑支护施工技术研究[J].工程技术研究,2024,9(02):82-84.

[2]黄文辉.深基坑综合支护技术在施工中的应用分析[J].安徽建筑,2024,31(01):136-138.

[3]张邵英.深基坑支护技术在土建基础施工中的运用分析[J].中国住宅设施,2023,(12):193-195.

[4]林文婷.水闸深基坑的设计与应用分析[J].江西建材,2023,(08):231-232+235.

[5]王可可,李梦雅.浅谈基坑支护在水利工程中的应用[J].治淮,2022,(11):37-38.

[6]李远辉,吴欢强.灌注桩支护在水利工程深基坑中的应用[J].广东水利水电,2019,(06):44-47+56.