缩略图
Frontier Technology Education Workshop

复杂地质条件下深基坑支护结构选型及施工风险控制研究

作者

张创功

引言:

深基坑工程在城市建设推进与地下空间开发进程中发挥重要作用,复杂地质条件下,基坑支护结构的设计工作与施工环节面临巨大挑战。地质条件存在不确定性、周围环境产生干扰、施工过程可能出现各类风险,这些都要求选型与施工管理环节开展精确规划,有效的支护结构可确保基坑稳定性,还能减少工程风险,保障施工人员安全。

一、复杂地质条件下深基坑支护结构选型的关键因素

复杂地质条件下,深基坑支护结构选型对基坑安全性、施工效率与工程成本有关键影响,基坑地质条件往往高度复杂,可能涉及地下水丰富区域、软弱土层、岩溶及不均匀沉降等问题,这些因素直接作用于支护结构的选择与设计,支护结构需适配这些地质特征,保障基坑稳定性。不同地质条件下,需结合土壤类型、地下水情况、基坑深度及周围环境,确定支护结构的形式与材料,软土地区常用连续墙与桩基支护,岩土条件较复杂或存在强地下水流的区域,则需采用喷锚支护或双排支护墙。

地质不确定性对支护结构选型有重要影响,是选型时必须考虑的因素,地质勘探不足或地下水状况难准确预测的区域,支护结构设计需有较强适应性,工程师设计时,除依赖传统土质测试数据,还需考虑各种可能的极端情况,像不均匀沉降或局部地质软弱带的存在[1]。支护结构应具备一定可调节性与灵活性,应对突发地质变化,复杂岩溶地区的基坑支护,往往需要更多强化措施,确保支护系统有效承受不稳定土层带来的压力。

深基坑支护结构选型需结合周围环境影响,城市深基坑常处于密集建筑群体中,地下管线密集,施工过程对周边建筑的影响需特别关注,支护结构设计既要保证基坑本身稳定,也要最大程度减少对周边环境及已有建筑的影响。此类条件下,选型需考虑支护结构的扰动性、施工中的噪声与振动控制,以及施工周期的合理安排,这些综合因素共同决定支护结构的适宜性,要求设计者具备全面风险预判能力与灵活施工调整能力。

二、施工风险评估与控制策略的实施

深基坑施工中,风险评估与控制是保障施工安全、提升效率及降低成本的关键环节,深基坑常处于复杂地质环境,施工期间可能面临多种风险,像基坑塌方、地下水涌入、土体不均匀沉降、周边建筑物受损等问题都可能出现。风险评估需依托全面的地质勘探数据、施工环境及施工工艺,用科学方法开展预测与分析,基坑施工的风险评估除分析潜在物理风险,还需考量施工中可能出现的管理、技术及安全等方面问题,为施工单位提供全面风险预警。

风险评估完成后,需推进有效的风险控制策略实施,施工风险控制策略包含预防性措施与应急响应措施两类,预防性措施合理设计支护结构、加强施工监测检测、运用先进施工技术等,最大限度减少风险发生[2]。存在较大地下水流动的地区,可采用水泵排水、降水井等手段,降低基坑内水位,避免水土流失引发的基坑失稳,施工过程中,要实时监测基坑变形、支护结构受力情况及周围环境变化,及时调整施工方法,确保基坑稳定性。

为提升施工风险控制效果,施工单位需重视施工人员的安全培训与管理,确保全员理解施工风险及安全规程,增强风险防范意识,施工过程中,既要关注基坑本身稳定,也要加强施工区域内其他隐患的防范,做好周围建筑、地下管线的保护。风险控制过程中,采用数字化监控、智能化传感器等现代化技术手段,能大幅提高监控的精确度与实时性,及时发现施工中的异常情况,采取有效调整措施,降低事故发生概率。

三、深基坑支护结构选型与施工风险管理的优化建议

深基坑支护结构选型与施工风险管理优化,需在支护结构设计阶段纳入更全面的地质和环境因素,提升工程安全性与稳定性,支护结构选型优化要结合现场具体地质条件、基坑深度及周边环境影响灵活调整,软弱土层中,选用连续墙、锚杆支护等适应性更强的支护结构,可有效避免基坑变形。地下水丰富区域,需选择能有效隔水、排水的支护系统,像复合材料支撑系统或防水墙,减轻基坑内外水压对支护结构的影响,运用三维地质勘探、实时监测技术等现代化勘察手段,能更准确掌握土层结构与地下水流动特征,据此做出更科学的支护结构选型决策。

施工风险管理优化需贯穿施工全过程的风险预判、风险控制与应急响应机制,数字化施工管理技术可实时监测基坑沉降、位移及周围环境变化,为风险管理提供实时数据支持[3]。部署高精度传感器与监控系统,能及时捕捉基坑周围环境的微小变化,提前识别潜在风险,深基坑施工中,监测周边建筑物变形情况,可提前预警地面沉降风险,及时采取加固措施,避免对周边建筑造成影响。

针对复杂地质条件下的深基坑施工,优化风险管理还需建立健全应急预案与应急响应机制,模拟风险事件并定期开展应急演练,可提升团队应急反应能力。结合施工特点与风险评估结果,制定详细应急预案,加强各方沟通协调,确保突发状况出现时能迅速启动应急措施,有效阻止事故扩大,综合运用先进技术手段与完善管理措施,能最大程度降低深基坑施工风险,保障项目顺利推进。

结语:

本文探讨复杂地质条件下深基坑支护结构选型与施工风险管理,提出优化建议,不同地质特征与环境因素下,选型需更灵活科学,保障支护结构稳定与安全。施工中依托数字化监测、实时数据分析及精确风险评估,可有效控制施工风险并及时采取应对措施,完善的应急预案与施工人员安全管理,同样在优化施工风险控制中发挥重要作用。

参考文献:

[1]郭子伟.软土地区地铁深基坑变形特性与数值模拟研究[D].大连交通大学,2025.

[2]宗俊秀.基于深基坑支护的岩土工程安全控制技术研究[J].工程技术研究,2025,10(07):130-132.

[3]赵晨旭.明挖地铁车站基坑变形控制效果后评价与支护结构优化研究[D].内蒙古科技大学,2024.

作者简介:张创功(1980-)男,大专,海南省东方市人,研究方向:建筑施工。