复杂地质条件下高层建筑施工风险识别、评估与应对策略研究

一、引言

在当今城市建设中，高层建筑成为满足人口密集区居住、办公等需求的关键建筑形式。但当施工场地处于复杂地质条件下，如软土地层、岩溶地貌、断裂带附近等，工程建设难度剧增。地质复杂性使得基础稳定性、施工安全、工程进度等多方面面临不确定性风险，一旦风险失控，不仅会造成巨大经济损失，还可能危及人员生命安全，引发严重社会问题。因此，系统研究复杂地质条件下高层建筑施工风险识别、评估与应对策略具有极其重要的现实意义。

二、复杂地质条件下高层建筑施工风险识别

（一）地质勘察风险

1.勘察数据不准确

复杂地质状况下，常规勘察手段可能无法全面洞悉地层详情。例如，岩溶地区溶洞分布复杂多变，若勘察钻孔间距过大或深度不够，极易遗漏关键溶洞信息，导致对地层稳定性判断失误，为后续基础设计与施工埋下隐患。

2.勘察方法不当

不同地质特征需适配特定勘察方法，在软土地层，若未采用十字板剪切试验等针对性手段测定土体强度参数，仅依靠常规土工试验，得到的参数偏差将使基础选型与设计脱离实际，增加施工风险。

（二）基础施工风险

1.地基沉降不均

软土地层承载能力低，高层建筑重压下易产生过大沉降。若基础设计未充分考虑软土压缩特性，采用不合适的基础形式，如浅基础，建筑物在施工过程中或建成后可能出现明显倾斜、墙体开裂等问题，危及结构安全。

2.基坑失稳

在深基坑开挖时，如遇地下水丰富且土质松散地层，若未及时支护或支护结构不合理，极易引发基坑坍塌。像在砂质土层中，地下水渗流作用可能导致土体颗粒流失，降低土体强度，使基坑侧壁土体向坑内滑移，造成严重事故。

（三）地下水风险

1.涌水突泥

在岩溶地区或富水断裂带附近施工，一旦揭穿地下水通道，强大水压可能引发涌水突泥现象。大量泥水涌入基坑或隧道（若有地下结构施工），瞬间改变施工环境，淹没作业面，阻碍施工进展，还可能造成人员伤亡。

2.地下水腐蚀

当地下水中含有高浓度硫酸盐、氯离子等腐蚀性离子时，会侵蚀混凝土结构中的钢筋与水泥石，长期作用下降低结构耐久性，影响建筑物使用寿命，尤其在基础、地下室外墙等与地下水接触部位危害更甚。

（四）边坡稳定性风险

1.自然边坡滑坡

若高层建筑依山坡而建，复杂地质条件下山坡土体结构松散、岩土体力学性质差异大，在降雨、地震等因素触发下，自然边坡可能失稳滑坡，冲击施工现场，损坏临时设施与正在施工的建筑结构，威胁人员与设备安全。

2.人工边坡垮塌

开挖基坑形成的人工边坡，在复杂地质如破碎岩体地层，若未按岩土力学原理合理放坡、加固，边坡岩体在自重与施工扰动下易发生垮塌，不仅延误工期，清理垮塌土石还增加额外成本。

三、复杂地质条件下高层建筑施工风险评估

（一）定性评估方法

1.专家调查法

邀请地质、岩土、结构等领域资深专家，依据其丰富经验与专业知识，对识别出的各类风险因素发生可能性、影响程度等进行主观判断打分。通过多轮问卷调查与专家研讨，汇总分析形成风险评估初步结果，该方法简单易行，能快速整合行业智慧，但主观性相对较强。

2.故障树分析法

以工程事故为顶事件，逐步剖析导致事故的各级中间事件与基本事件，构建类似 “树” 状逻辑结构。如以基坑坍塌为顶事件，分析可能引发的因素如支护结构失效、地下水渗流、超载等作为中间事件，再细分至土体参数不准确、锚杆锚索断裂等基本事件，通过逻辑推理确定各事件间因果关系，定性判断风险发生途径。

（二）定量评估方法

1.层次分析法

将复杂的风险评估问题分解为目标层、准则层与指标层。例如，目标层为高层建筑施工总风险，准则层涵盖地质勘察、基础施工、地下水、边坡稳定性等方面，指标层细分各准则下具体风险因素。通过构建判断矩阵，比较各因素相对重要性，计算权重，再结合实际数据量化风险值，使评估结果更具科学性、客观性。

2.模糊综合评价法

考虑到风险因素的模糊性与不确定性，利用模糊数学原理。首先确定评价因素集、评价等级集，如评价因素集为上述各类风险因素，评价等级集可设为高风险、中风险、低风险。通过隶属函数确定各因素对各评价等级的隶属度，经模糊运算得到综合评价结果，为风险决策提供量化依据。

（三）综合评估模型构建

鉴于定性与定量方法各有优劣，构建综合评估模型更为合理。以层次分析法确定各风险因素权重，再运用模糊综合评价法进行模糊量化运算，将专家经验与数学模型相结合，全面、准确评估复杂地质条件下高层建筑施工风险，为后续应对策略制定提供精准方向。

四、复杂地质条件下高层建筑施工风险应对策略

（一）前期地质勘察精细化管控

1.优化勘察方案

根据地质复杂程度，加密勘察钻孔布置，尤其在疑似不良地质区域，如岩溶发育区、断层破碎带周边，采用多种勘察手段交叉验证，如地质雷达探测与钻探结合，确保获取详尽准确地层信息。

2.严格勘察质量审核

建立勘察数据多级审核机制，从野外记录、室内试验数据到成果报告，由专业技术人员层层把关，对可疑数据及时复查，保证勘察成果可靠，为设计施工提供坚实基础。

（二）基础施工风险应对措施

1.科学选型与设计基础

针对软土地层，优先考虑桩基础、筏板基础等能有效控制沉降的形式，依据详细地质勘察资料精确计算桩长、桩径、配筋等参数，确保基础承载能力满足要求，减少不均匀沉降风险。

2.强化基坑支护与监测

在深基坑施工时，根据地层条件、基坑深度等选用合适支护结构，如土钉墙、地下连续墙等，并配套完善的监测系统，实时监测基坑变形、地下水位、支护结构内力等参数，一旦发现异常及时预警、采取加固措施。

（三）地下水风险防控

1.地下水控水降压

对于富水地层，采用井点降水、帷幕注浆等技术，降低地下水位，减小水压，预防涌水突泥。帷幕注浆在基坑周边形成隔水帷幕，阻断地下水通道，为施工营造相对干燥安全环境。

2.混凝土结构抗腐蚀设计

在地下水具腐蚀性区域，选用抗腐蚀水泥品种，优化混凝土配合比，增加钢筋保护层厚度，必要时采用耐腐蚀钢材，从材料与构造层面提升结构抗腐蚀能力。

（四）边坡稳定性保障策略

1.自然边坡治理

对邻近高层建筑的自然边坡，根据岩土体性质、坡度等实施加固工程，如锚杆锚索加固、抗滑桩设置、坡面防护等，增强边坡抗滑力，同时构建排水系统，减少雨水入渗引发滑坡风险。

2.人工边坡优化

人工开挖边坡严格按设计要求放坡，及时喷射混凝土护坡、设置挡土墙，对破碎岩体边坡进行灌浆加固，施工过程中持续监测边坡稳定性，动态调整防护措施。

五、结论

复杂地质条件下高层建筑施工风险贯穿工程全过程，从地质勘察、基础施工到地下水与边坡管理，各环节紧密相扣。通过精准识别风险、科学评估风险等级，进而实施针对性应对策略，可有效降低风险危害，保障工程顺利进行。在未来建筑实践中，应持续关注地质勘察技术创新、施工工艺改进以及风险评估与管理体系完善，推动高层建筑建设在复杂地质环境中稳健发展，实现经济效益、社会效益与环境效益的有机统一。

参考文献：

[1] 王宇，张宏。复杂地质条件下高层建筑深基坑施工风险识别与评估 [J].岩土工程学报，2022 （06）：1033-1038.

[2] 陈峰，李悦。复杂地质区域高层建筑桩基础施工风险管控策略 [J]. 建筑结构，2023 （11）：15-19.