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复杂地基条件下建筑基础施工技术探析

作者

李成哲

身份证号码:231084197904040818

引言

地基作为建筑物荷载传递至土体的核心载体,其承载性能直接关系到整个结构体系的稳定性与耐久性。在现代城市建设进程加快、建设用地逐渐拓展至地质条件复杂区域的背景下,建筑工程愈加频繁地面临复杂地基条件带来的挑战。复杂地基包括软土、膨胀土、回填土、湿陷性黄土等地质类型,常伴随强度低、沉降大、易变形等不利特性,极易引发地基不均匀沉降、基础失稳等结构问题。传统施工技术在面对上述地基时往往存在局限,易造成施工安全隐患与后期维护成本上升。因此,针对复杂地基的施工技术探析成为提高工程质量与施工效率的关键所在。

1 地基勘察与基础类型选择的技术路径分析

1.1 地基勘察的准确性对施工方案的决定性作用

地基勘察作为施工设计前的重要步骤,其勘察精度直接影响到基础方案的科学性与经济性。在复杂地质条件下,常规的钻探手段已难以全面反映地下结构及土层变化,需采用综合物探与现场原位测试相结合的方式提升数据的准确性与代表性。高分辨率三维地质雷达、电阻率成像等新型勘测技术可以有效识别隐伏软弱夹层、孤石、空洞等隐患区,从而为设计提供更合理的数据支撑。通过提高地基勘察密度、优化勘探布点,建立完整的地质剖面图,有助于精确划分地基类别及荷载传递路径,明确桩基、筏板或条形基础的适用范围。

1.2 基础类型选择对适应复杂地基的关键影响

在面对不同类型复杂地基时,合理选择基础类型是控制工程风险的首要手段。对于饱和软土和淤泥质土等强度极低的地基,可选用预应力管桩、钢筋混凝土灌注桩等深基础形式,以将荷载传递至更深层持力土层;若地基虽承载力较低但可通过处理提升其性能,则可采用复合地基与筏板基础结合的方式分散荷载,避免集中沉降带来的结构变形。膨胀土地区适合采用桩承式基础或箱形基础,并需设计柔性连接减少胀缩对上部结构的影响。在填土区或存在不均匀沉降风险区域,应优先考虑刚性较强的筏板基础并辅以沉降缝设置,确保整体结构协调变形。

2 不良地质条件下的基础施工控制技术

2.1 地下水与涌水问题的施工对策

地下水的存在对基础施工造成较大影响,尤其在高水位软土区或砂土层中,涌水现象极易干扰桩基成孔、混凝土浇筑等环节。为控制地下水的扰动作用,常采用井点降水、真空预压、帷幕注浆等手段形成有效排水与止水体系。浅基础区域可利用明沟与集水井系统实现快速排水,深基础施工则需采用多级降水系统配合监测,确保地下水位维持在安全标高以下。在桩基成孔施工中,可采用泥浆护壁或钢护筒结合,以防止孔壁坍塌和涌砂现象发生,稳定施工孔壁结构。对溶洞、强水渗透区还需在桩底预注化学浆液,提高持力层稳定性与密实性,从源头上抑制水流扰动。

在复杂地质条件下进行基坑开挖易出现边坡失稳、土体滑移等问题,对周边建筑及施工安全构成威胁。基坑支护设计应根据开挖深度、周边环境与土质特征,采用重力式挡墙、排桩支护、地下连续墙等结构形式,并结合锚杆、钢筋网等增强系统提升支护刚度。支护体系应预留合理变形空间并设置观测装置监控变形趋势,及时反馈调整支护参数。软弱土层与饱水土体需通过分层开挖、限时作业控制应力释放速度,防止超挖导致地表下沉。基坑底部需结合降水措施控制隆起风险,必要时辅以钢板桩止水围堰增强整体稳定性。稳定可靠的支护体系能够有效保障施工连续性,降低地质灾害发生概率,确保工程质量。

2.3 桩基施工中的成桩质量控制方法

桩基础作为应对复杂地基的重要形式,其成桩质量直接影响基础承载性能与结构安全。在软土层施工中,应采用旋挖钻、冲击钻等工艺控制桩孔直径、垂直度与成孔稳定性,避免孔壁坍塌与尺寸偏差。灌注桩施工中混凝土灌注需连续进行,防止离析与冷缝形成,应选用自密实混凝土或适配外加剂提升流动性与成型密实度。对桩身完整性需开展声波透射、钻芯取样等检测手段,及时识别断桩、缩径等隐患。对于大直径钻孔桩还应控制钢筋笼下放深度与定位精度,确保配筋位置满足设计要求。灌注桩终孔验收需依据持力层标高与沉渣厚度标准,严格实施清孔与验底制度。成桩质量控制是保障复杂地基桩基安全性和长期性能的重要保障。

3 地基沉降控制与施工期监测管理技术

3.1 沉降控制措施在基础设计中的体现

建筑基础设计需充分考虑地基不均匀沉降的可能性,尤其在软弱地基、回填地带或地质差异剧烈区域。设计阶段应通过调整基础宽度、增加钢筋率、设置沉降缝或后浇带等手段控制结构受力传递路径,以减轻局部沉降引起的结构扭转。筏板基础可通过设置异形梁、板厚调整等方式提升结构刚度,实现沉降协调。桩基结构可采用变桩长布设、桩土共同作用分析方法进行优化配置,以降低桩间差异沉降。对于承载能力接近临界值的持力层,应在设计中引入地基加固措施形成复合承载体系,从而有效延缓沉降速率。通过结构设计阶段预控沉降趋势,可大幅降低后期结构变形修复与养护成本。

3.2 沉降观测系统的布设与数据分析方法

沉降监测是施工过程中不可或缺的动态反馈手段,可通过设立沉降观测点、深层水平位移计、孔隙水压计等设备获取地基与结构的实时变形信息。观测点布设应兼顾结构重要部位、基底关键区域与风险集中点,确保数据具备代表性与时效性。观测频率应根据施工进度与风险等级动态调整,确保沉降趋势及时掌握。监测数据需通过曲线拟合、统计分析与差值预判等方式进行处理,识别潜在沉降异常点与施工干预时机。沉降观测成果应定期汇总形成报告,与结构变形分析模型比对校验,为施工过程控制与设计优化提供技术依据。

3.3 施工调整与纠偏措施的实施机制

在沉降监测过程中一旦发现沉降超限或不均匀趋势,应立即启动施工调整机制,包括加载方式调整、施工工序优化、施工暂停及加固干预等手段。对局部沉降突出的区域可采用回填夯实、灌浆加固或增设临时支护装置稳定结构。对于上部结构已开始建设的工程,还可通过调整梁板荷载分配、局部预加压、卸载等方式平衡结构内应力,缓解沉降差异。对于竖向构件发生偏移的情况,可视偏移程度采用千斤顶顶升、钢结构纠偏、基础补强等方案进行精细化调整。施工期调整措施的科学性与及时性直接决定地基问题的发展趋势,是确保工程顺利进行的关键保障。

结语

复杂地基条件对建筑基础施工技术提出了更高要求,必须在勘察设计、施工控制与后期监测等各个环节形成全流程、闭环式技术管理机制。通过精确的地基评估、合理的基础选型、科学的施工组织以及动态的沉降控制手段,能够有效应对地质复杂性带来的风险挑战,提高结构安全性与施工经济性。未来施工技术应持续向精细化、智能化、集成化方向发展,推动复杂地基建筑工程质量与效率的双重提升,服务城市建设的高质量发展目标。

参考文献

[1]刘晨,赵建国.复杂地基建筑施工关键技术分析[J].建筑施工技术,2023,54(6):98-102.

[2]王浩然,李雅文.软土地区建筑基础处理方法探讨[J].土木工程与管理学报,2024,41(2):45-49.

[3]张凯,黄旭东.地基施工中的沉降监测与控制技术[J].岩土工程技术,2023,39(3):57-60.