复杂地质条件下深基坑土建施工技术优化与风险控制

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韩勇

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摘要

本文聚焦复杂地质条件下深基坑土建施工,深入探讨了施工技术的优化措施以及风险控制策略。复杂地质条件给深基坑施工带来诸多挑战,如土体稳定性差、地下水处理困难等。通过对支护技术、土方开挖技术等进行优化,能够提高施工效率和质量。构建完善的风险评估体系,对施工过程中的各类风险进行有效的识别、分析和控制,可降低事故发生的概率,保障施工安全和周边环境的稳定。研究成果对于提升复杂地质条件下深基坑土建施工的整体水平具有重要的理论和实践意义。


关键词

复杂地质条件;深基坑;施工技术优化;风险控制;土建施工

正文


引言

在城市建设不断推进的过程中,深基坑工程日益增多。尤其是在复杂地质条件下进行深基坑土建施工,面临着诸多难题。复杂地质可能包括软土地层、岩石地层、高水位地层等,这些地质条件会对深基坑的稳定性、支护结构的安全性以及施工进度产生显著影响。若施工技术不当或风险控制不力,不仅会导致工程质量问题,还可能引发安全事故,造成人员伤亡和财产损失。因此,对复杂地质条件下深基坑土建施工技术进行优化,并加强风险控制具有重要的现实意义。

一、复杂地质条件下深基坑施工面临的问题

1.土体稳定性问题

在复杂地质条件下,土体的物理力学性质差异较大。例如,软土地层具有含水量高、孔隙比大、压缩性强等特点,在深基坑开挖过程中,土体容易发生变形和滑动,导致基坑边坡失稳。而岩石地层虽然强度较高,但可能存在节理、裂隙等缺陷,在爆破或机械开挖时,容易引发岩石的松动和坍塌,影响基坑的稳定性。不同地层的交界面处,由于土体性质的突变,也容易产生应力集中,导致土体失稳。

2.地下水处理难题

复杂地质条件下的地下水情况较为复杂。高水位地层中,地下水压力较大,若处理不当,会导致基坑涌水、流砂等现象,影响基坑的正常施工。地下水的流动还可能带走土体中的细小颗粒,造成土体的流失,进一步破坏基坑的稳定性。另外,一些地层中可能存在承压水层,承压水的顶托力会对基坑底部产生向上的作用力,增加了基底隆起的风险。

3.周边环境影响

深基坑施工往往位于城市中心或人口密集区域,周边建筑物、地下管线等设施众多。在施工过程中,基坑的开挖和支护会引起土体的变形和位移,可能导致周边建筑物的不均匀沉降、墙体开裂等问题。施工过程中的噪音、粉尘等污染也会对周边居民的生活环境造成影响。地下管线的破坏还可能引发停水、停电、停气等事故,给社会带来较大的负面影响。

二、深基坑土建施工技术优化措施

1.支护技术优化

对于复杂地质条件下的深基坑,传统的支护方式可能无法满足要求。因此,需要对支护技术进行优化。例如,采用桩锚支护体系时,可以根据地质情况合理调整桩的间距、长度和直径,提高桩的承载能力。优化锚杆的布置和参数,增加锚杆的锚固力。对于软土地层,可以采用水泥搅拌桩、高压旋喷桩等进行土体加固,提高土体的强度和稳定性。还可以采用组合支护方式,如土钉墙与桩锚支护相结合,充分发挥不同支护方式的优势。

2.土方开挖技术优化

土方开挖是深基坑施工的关键环节,合理的开挖技术能够减少对土体的扰动,保证基坑的稳定性。在复杂地质条件下,应采用分层分段开挖的方式,严格控制每层的开挖深度和分段长度。根据土体的性质和支护结构的特点,选择合适的开挖机械和开挖顺序。例如,对于岩石地层,可以采用爆破与机械开挖相结合的方式,但要严格控制爆破的药量和范围,避免对周边环境和支护结构造成破坏。在开挖过程中,还应及时对基坑边坡进行支护,防止土体暴露时间过长而发生失稳。

3.地下水处理技术优化

针对复杂地质条件下的地下水问题,需要优化地下水处理技术。对于高水位地层,可以采用降水井、止水帷幕等措施进行地下水控制。降水井的布置应根据基坑的形状、大小和地下水位情况进行合理设计,确保降水效果。止水帷幕可以采用水泥搅拌桩、地下连续墙等方式,截断地下水的渗透路径,减少基坑内的涌水量。对于承压水层,可以采用降压井等措施降低承压水的压力,防止基底隆起。在施工过程中,应加强对地下水位的监测,及时调整地下水处理措施。

三、深基坑施工风险控制策略

1.风险识别与评估

在深基坑施工前,应建立完善的风险识别与评估体系。通过对地质勘察报告、施工图纸、周边环境及气象条件等资料的系统分析,全面识别土体失稳、地下水渗漏、支护结构失效、周边建筑物沉降或开裂等潜在风险因素。结合专家经验与现场实测数据,采用定性与定量相结合的方法开展风险评估,运用层次分析法、模糊综合评价法或蒙特卡洛模拟等手段,量化风险发生的概率与后果严重程度,划分风险等级。通过动态评估与多轮迭代分析,形成科学、可操作的风险清单与预警阈值,为后续制定针对性控制措施和应急预案提供可靠依据。

2.风险应对措施

针对不同等级的风险,应制定相应的应对措施。对于高风险因素,应采取主动的风险规避或减轻措施。例如,对于土体失稳风险,可以增加支护结构的强度和刚度,加强对基坑边坡的监测和预警。对于地下水渗漏风险,可以加强止水帷幕的施工质量,及时修复渗漏点。对于周边建筑物破坏风险,可以采取隔离、加固等措施,减少基坑施工对周边建筑物的影响。还应制定应急预案,在发生风险事件时能够及时采取有效的应对措施,降低损失。

3.施工过程监控

在深基坑施工过程中,应加强对施工过程的全面监控。通过布设自动化监测仪器,对基坑支护结构的水平位移、竖向沉降、支撑轴力、地下水位及周边建筑物、地下管线的变形等关键参数进行实时动态监测。建立信息化管理平台,及时分析采集数据,准确掌握基坑及周边环境的变化趋势。一旦监测值接近或超过预警阈值,须立即启动应急预案,暂停相关作业,组织专家研判并采取加固、回灌、卸载等有效处置措施。同时,强化施工人员安全教育与技术交底,严格落实专项施工方案和操作规程,确保深基坑施工全过程安全可控、质量可靠。

结语

复杂地质条件下深基坑土建施工是一项具有挑战性的工程任务。通过对施工技术的优化和风险控制策略的实施,可以有效提高施工效率和质量,降低施工风险。在支护技术方面,应根据地质情况合理选择和优化支护方式,提高支护结构的安全性和可靠性。在土方开挖和地下水处理技术方面,应采用科学合理的方法,减少对土体的扰动和地下水的影响。在风险控制方面,应建立完善的风险识别、评估和应对体系,加强施工过程的监控,及时发现和处理风险事件。

然而,目前复杂地质条件下深基坑施工技术和风险控制仍存在一些不足之处。例如,对于一些特殊地质条件的研究还不够深入,施工技术的适应性有待进一步提高。未来,需要加强对复杂地质条件的研究,不断创新施工技术和风险控制方法。应加强多学科的交叉融合,充分利用现代信息技术,提高施工过程的智能化和信息化水平,为复杂地质条件下深基坑土建施工提供更加科学、有效的技术支持和保障。只有这样,才能更好地应对复杂地质条件下深基坑施工的挑战,推动我国深基坑工程技术的不断发展。

参考文献:

[1]彭聪颖.复杂地质条件下市政高架桥深基坑支护与桩基协同施工关键技术[J].工程设计与施工,2025,7(05):105-107.

[2]李自江.复杂地质条件下深基坑支护体系优化设计与施工技术改进[J].四川水泥,2025,(03):161-162+171.


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