深基坑支护技术在复杂地质条件房建施工中的风险防控研究

引言

深基坑工程是城市高层建筑与大型地下空间开发的关键环节，复杂地质条件下深基坑施工面临严峻的技术挑战和显著安全风险。深入分析复杂地质环境中深基坑工程的特性，科学辨识其核心风险点，并构建系统、有效的风险防控体系，对于保障工程安全、控制造价及保护城市环境具有重大现实意义。

1 复杂地质条件下深基坑工程的施工特点

复杂地质环境中深基坑施工呈现出显著区别于常规条件的特征，其突出特点包括地质条件的高度非均匀性与不确定性，如软弱土层、砂卵石层、岩溶发育区及断层破碎带的不规则分布，极大增加了地质模型构建与工程预测的难度。水文地质条件复杂多变，常伴随高承压水头或强渗透性含水层，控制地下水渗流、防止突涌管涌成为关键控制点。基坑变形机制复杂敏感，显著受卸荷回弹、水土压力时空变化及支护结构-土体相互作用的影响，对邻近既有结构的变形控制要求极为苛刻。此外，支护方案设计与施工工艺选择更趋灵活与复杂化，需综合考量多种因素灵活组合技术路线，施工过程风险动态变化显著。

2 复杂地质条件下深基坑施工的风险因素

2.1 地质水文条件不良带来的风险

复杂地质条件固有的不确定性是首要风险源。勘察精度难以全面揭露深层地质信息，导致潜在溶洞、软弱夹层、不明障碍物或剧烈起伏基岩面等被遗漏。不利的水文条件构成持续威胁，如富水砂层的渗透变形风险、高承压水头顶穿基坑底板风险、地下水抽取诱发的区域性沉降风险、以及动水压力对支护结构稳定性的潜在破坏。不准确的岩土物理力学参数取值或地下水模型建立失误，会直接造成支护体系设计偏离实际，无法有效应对真实工况荷载。

2.2 支护结构自身及环境引发的结构破坏风险

支护结构失效是核心风险。支护结构设计冗余不足、模型简化失真或选型与复杂地质的耦合效应考虑不周，因局部超载引发失稳。施工工艺不当，如钻孔灌注桩成桩质量差、内支撑节点安装缺陷或预应力施加失效，直接削弱支护体系整体性及承载力。邻近荷载扰动是重要外因，周边施工动载、重型车辆通行震动、不均匀堆载等附加应力，会加剧基坑变形并冲击支护结构稳定性。此外，基坑长期暴露、关键构件维护不善或意外损伤也会诱发渐进性破坏。

3 复杂地质条件下深基坑施工的风险防控措施

3.1 深化地质勘察与精细化地质建模

在常规勘察基础上，针对性地采用地球物理勘探、小间距工程地质钻探、现场原位测试及水文专项勘察等多种技术手段组合，多层次揭示地层结构细节、空间变异规律、地下水赋存状态及动态特征。着力查明岩溶发育范围、破碎带位置、软弱土层界面及物理力学特性。基于详实数据构建精细三维地质-水文耦合模型至关重要。该模型应能动态表征土体分层特性、空间非均质性、结构面分布及渗流场。利用先进数值模拟技术反复校验支护设计方案在不同地质边界条件下的响应能力，尤其关注结构临界点受力状态及潜在破坏区域预测，为优化设计提供坚实科学依据。

3.2 推行多因素协同作用下的动态化与智能化支护设计

复杂地质条件下的支护设计应以适应性为核心，摒弃单一静态设计思维。方案选型须综合考量基坑几何特征、地质水文条件、邻近环境敏感度、施工可行性及经济性等多元因素，因地制宜选择最佳匹配的组合技术路线，如桩锚、内支撑、复合土钉墙、地下连续墙、冻结法等组合应用。设计应充分预判多种潜在风险工况，运用先进数值仿真技术进行多工况比选和极端条件验算，提高设计鲁棒性。结构设计应采用多重冗余理念，对关键节点进行加强并预设安全储备。引入动态设计机制，允许根据施工过程中揭示的实际地质条件与监测反馈实时调整设计参数，如锚索长度、预应力大小或支撑布置形态。探索结合人工智能算法的智能设计辅助决策系统将是前沿方向。

3.3 构建高精度立体化监测预警与信息化响应机制

建立覆盖基坑全域及关键邻近环境的立体监测网，自动化监测设备应用以提高数据频次和精度。设置基于安全控制标准及数值模拟预测的多级预警阈值线。数据须通过信息化平台实时汇集分析，运用数据挖掘与趋势预测技术识别异常变动规律，及早锁定危险苗头。构建预警信息的快速传递机制和分级响应制度，明确达到不同级别预警时设计、施工、管理各方须采取的核查、分析决策及工程措施步骤，确保监测成果即时转化为管控行动。重点强化监测数据的交叉验证与异常复核机制，通过多源数据融合技术提升预警可靠性。同时建立监测-预警-处置的闭环管理流程，定期评估系统运行效能并优化预警参数，确保风险防控体系的持续适应性。

3.4 强化全过程施工精细化管理与关键环节风险预控

严格审查施工组织设计和专项方案，确保开挖步序、支护施作时序、降排水操作及应急预案符合设计要求且具备可操作性。对施工机械站位、基坑边缘超载管理、降水井保护、土方运输路径等制定精细规范。加强施工过程中的现场监督检查，重点严控支护结构成桩成孔质量、内支撑与围檩连接节点施工精度、锚索（杆）注浆饱满度与锁定力、帷幕止水连续性及基坑清底平整度等直接影响结构性能和渗流控制的环节。推行施工标准化作业流程和质量可追溯机制。严格执行阶段性验收制度，上一环节安全质量确认后才可进行下一环节作业，杜绝盲目赶工埋下隐患。

3.5 健全多层级应急管理体系与能力建设

在风险评估基础上，结合工程特定条件，针对识别出的高风险点如突发涌水涌砂、支护结构过大变形甚至局部失稳、支撑失效、邻近建筑沉降报警等，编制科学、详细、具可操作性的应急预案。预案需明确应急组织架构、响应级别、通讯联络、技术处置手段及人员疏散安置措施。关键应急物资设备应足量储备并靠近现场特定位置，确保灾情初现时即能高效启用。定期组织相关各方参与的应急演练必不可少，通过模拟真实险情检验预案可行性及各方协调性，及时总结改进问题环节并动态修订预案内容。持续提升现场管理和作业人员在险情辨识、信息报告及初期处置方面的能力培训。

结束语

总之，城市化进程推动复杂地质条件下深基坑工程日益增多，其高风险特性对支护技术及风险管理提出更高要求。工程安全受控依赖于勘察、设计、施工、监测及应急环节的系统协同与主动防控。核心路径涵盖：提升地质认知精度，推动支护技术向灵活化、智能化发展；强化施工全过程精益管理；构建基于高精度监测的预警响应机制。将科技创新深度融入工程实践，建立风险动态识别与前置防控的管理体系，方能有效应对地质条件挑战，保障工程安全，支撑城市地下空间可持续发展。深化相关研究意义重大。

参考文献

[1]欧阳辉.复杂地质条件下深基坑支护智能安全技术研究[J].新城建科技,2024,33(12):159-161.

[2]刘雄.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的规范应用探究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(21):214-216.

[3]曹红卫.复杂环境及地质条件下深基坑支护施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(21):143-145.

[4]张道通.复杂环境及地质条件下深基坑支护施工技术[J].城市住宅,2021,28(08):225-227.

[5] 滕 祖 星 . 复 杂 地 质 条 件 下 深 基 坑 支 护 技 术 [J]. 四 川 建材,2021,47(04):71-72.