岩土工程中深基坑支护技术优化研究

引言

随着城市化进程的加速，高层建筑和地下空间开发日益增多，岩土工程中的深基坑工程也愈发普遍。深基坑支护作为保障基坑施工安全以及周边环境稳定的关键技术，其重要性不言而喻。深基坑支护技术的优劣直接影响到工程建设的进度、成本和安全性。然而，由于岩土工程地质条件复杂多变，深基坑支护技术在实际应用中面临诸多问题，如支护结构设计不合理、施工质量难以保证、监测与管理不到位等，这些问题可能导致基坑坍塌、周边建筑物沉降等安全事故，造成巨大的经济损失和社会影响。因此，深入研究岩土工程中深基坑支护技术的优化策略，对推动岩土工程领域的发展、保障工程建设安全具有重要的现实意义。

一、岩土工程中深基坑支护技术概述

（一）深基坑支护技术的定义与作用

深基坑支护技术是指在地下工程施工中，为保证基坑侧壁稳定、控制变形，对基坑侧壁及周边环境采取的支挡、加固与保护措施。其主要作用在于：一是确保基坑开挖和地下结构施工过程中，基坑侧壁土体的稳定性，防止土体坍塌；二是控制基坑周边土体和建筑物的变形，避免因基坑施工引起周边建筑物沉降、倾斜等问题，保护周边环境安全；三是为地下工程施工创造良好的作业空间，保证施工顺利进行。

（二）常见深基坑支护技术类型

1.桩撑式支护

通过在基坑周边设置排桩作为挡土结构，同时搭配内支撑或锚杆，将土压力传递至稳定地层。这种支护方式适用于各种地质条件和不同深度的基坑，具有较高的承载能力和较好的变形控制效果。例如，在软土地层中，灌注桩与钢支撑结合的桩撑式支护结构，能够有效抵抗土体侧压力，保障基坑稳定。

2.地下连续墙支护

利用专门的成槽设备，沿着基坑周边轴线，在泥浆护壁条件下开挖出一定深度的沟槽，然后在槽内吊放钢筋笼，浇筑水下混凝土，形成一道连续的钢筋混凝土墙体。地下连续墙具有整体性好、挡土和止水性能优越等特点，常用于对周边环境要求较高、地质条件复杂的深基坑工程。

3.土钉墙支护

以土钉作为主要受力构件，通过土钉与土体之间的摩擦力，将土体加固成具有一定自稳能力的复合体，形成类似重力式挡土墙的支护结构。土钉墙支护具有施工简便、成本较低等优点，适用于地下水位以上、土质较好的基坑工程。

二、岩土工程中深基坑支护技术存在的问题

（一）设计方面的问题

部分设计人员在进行深基坑支护设计时，对工程地质条件和水文地质条件的勘察不够详细准确，导致设计参数选取不合理。例如，对土体的力学性质指标取值偏差，使得支护结构的承载能力计算不准确。此外，设计过程中对基坑周边环境因素考虑不足，未充分评估周边建筑物、地下管线等对基坑支护的影响，可能造成支护结构设计无法满足实际工程需求，增加工程安全风险。

（二）施工方面的问题

施工过程中存在偷工减料、违规操作等现象，严重影响深基坑支护工程质量。例如，在灌注桩施工中，钢筋笼的制作和安装不符合设计要求，导致桩体承载能力下降；在锚杆施工中，锚杆的长度、注浆质量不达标，无法有效发挥锚固作用。同时，施工进度安排不合理，未充分考虑基坑暴露时间对土体稳定性的影响，过早拆除支撑或锚杆，容易引发基坑变形过大甚至坍塌。

（三）监测与管理方面的问题

许多深基坑工程缺乏完善的监测体系，监测点布置不合理，监测频率不足，无法及时准确掌握基坑及周边环境的变形情况。当出现异常变形时，不能迅速采取有效的处理措施，导致问题恶化。此外，工程管理不到位，各参建单位之间沟通协调不畅，对施工过程中的质量和安全问题监管不力，也是深基坑支护工程存在安全隐患的重要原因。

三、岩土工程中深基坑支护技术的优化策略

（一）优化设计方案

在岩土工程深基坑支护的设计环节，工程地质与水文地质勘察是根基。可借助三维地质雷达、高精度钻探等先进勘察技术，全方位、高精度地获取地层结构、地下水分布等关键信息，构建精准的地质模型，为设计筑牢数据基础。引入信息化设计理念，利用BIM 技术整合工程全生命周期信息，结合有限元分析等数值模拟方法，对桩撑式、地下连续墙等不同支护方案进行多维度对比分析。通过模拟施工过程中支护结构的受力变形情况，精准优化支护形式与参数。同时，建立基坑周边环境信息数据库，运用地理信息系统（GIS）技术，详细评估周边建筑物、地下管线的承载能力和敏感性，针对性地制定保护设计方案，实现支护设计与周边环境的和谐统一，保障基坑施工安全与周边环境稳定。

（二）改进施工工艺与管理

施工工艺与管理水平直接决定深基坑支护工程质量。施工前，需结合工程实际制定标准化、精细化的施工流程，明确各工序的技术标准与操作规范。在材料管控方面，建立严格的质量追溯体系，对钢筋、混凝土等施工材料和构配件进行多批次抽检，确保材料质量达标。通过定期开展技术培训讲座、组织技能竞赛等方式，提升施工人员的专业技能，并借助安全警示教育、模拟事故演练等，强化其安全意识，杜绝违规操作。依据基坑支护结构的力学性能和土体应力变化规律，运用实时监测数据与施工进度模拟技术，科学规划施工进度，合理确定支撑和锚杆拆除时机。此外，搭建高效的施工现场协同管理平台，明确建设、施工、监理等各参建单位的职责边界，加强沟通协调，及时解决施工难题，保障施工有序推进。

（三）强化监测与预警机制

构建深基坑工程监测体系是保障工程安全的核心。可融合分布式光纤传感、无人机巡检等先进技术与传统监测手段，科学布置监测点，对基坑及周边环境变形进行全方位实时监测。借助物联网技术搭建自动化数据采集传输平台，确保数据及时精准反馈至监控中心。运用大数据分析与人工智能算法，深度挖掘监测数据并预测趋势，依据工程实际与行业标准设定动态预警阈值。一旦数据触发预警，系统通过声光、短信、APP 等多渠道发出警报，同时依托详细的应急响应预案，明确各部门职责与处置流程，快速应对异常情况，降低风险，保障基坑工程安全。

结束语

综上所述，岩土工程中深基坑支护技术的优化是一项系统而复杂的工作，关乎工程建设的安全与质量。通过对深基坑支护技术的现状分析，明确了当前存在的设计、施工、监测与管理等方面的问题，并针对性地提出了优化策略。在实际工程中，应综合考虑工程地质条件、周边环境和施工要求等因素，不断优化深基坑支护技术，提高设计水平，规范施工过程，加强监测与管理，从而确保深基坑工程的安全、稳定与经济。未来，随着岩土工程技术的不断发展，深基坑支护技术也将持续创新，为城市建设和地下空间开发提供更可靠的技术保障。

参考文献

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