复杂地质条件下建筑基础施工工艺与质量保障研究

近年来，随着土地资源日益紧张，建筑工程项目逐步扩展至地质条件复杂的区域，诸如软弱土层、岩溶地带、断层活动带及回填杂填土地区等。这些地区的地质环境具有明显的不均匀性、不稳定性及不确定性，常常导致地基承载力不足、基坑支护困难、地下水渗涌等问题频发，严重影响基础结构的稳定性与施工安全。在此背景下，如何根据不同地质特点选择科学合理的施工工艺，并建立高效的质量保障机制，成为建筑基础施工领域亟待解决的重要课题。工程实践表明，精准的地质勘察、针对性的工艺选择与全过程质量控制，是确保复杂地质条件下基础施工质量的关键所在。

一、复杂地质条件对建筑基础施工的影响分析

（一）复杂地质类型分类与特征

在工程建设中常遇到的复杂地质类型包括：软弱地基、岩溶地层、断裂破碎带以及回填土区域。软弱地基如淤泥质土、饱和粉质黏土、膨胀土等，具有承载力低、压缩性大、沉降速度快等特点；岩溶地层主要以石灰岩为主，因地下水长期溶蚀作用形成溶洞、暗河，结构不连续且稳定性差；断裂破碎带中岩体完整性低，裂隙发育，受扰动易滑移错动；杂填土区域的材料多为建筑残渣、生活垃圾等，颗粒组成复杂，压实不均，地基变形不可预测 [1]。这些地质类型由于结构不稳定性强、物理力学参数波动大，对基础施工的稳定性、安全性和长期耐久性构成极大挑战。

（二）复杂地质对施工工艺的影响

复杂地质条件直接影响基础形式的选择及施工工艺布置。在软土地基中，由于原始承载力往往不足，必须采用预压、真空联合排水或复合地基技术提高土体强度，避免沉降集中造成上部结构裂缝；在岩溶地区，则需在施工前通过高密度电法或地质雷达精确探明溶洞位置，并通过注浆充填消除空洞，施工时还需注意避免钻孔贯通暗河引发突水；断裂带地基通常不建议采用浅基础，而应采用桩基穿越软弱结构面，并在桩端嵌入稳定层中，防止剪切滑移；在地下水丰富的区域，常伴随流砂或涌水风险，必须设置止水帷幕、井点降水或冻结法进行支护与排水处理。这些地质特性不仅影响施工工艺选择，还对工程周期、质量控制及材料消耗产生深远影响。

（三）案例分析：典型复杂地质条件下施工难题

在某岩溶地区住宅项目中，地质勘查发现 6～18m 深度范围存在多个大型溶洞，最大宽度达 4.3m。为确保地基稳定性，施工方采用水泥 -水玻璃双液注浆进行洞体加固，并布设 Φ1000mm 钻孔灌注桩，桩长35m，确保桩端进入持力岩层不小于 5m，最终地基承载力达到设计要求的 800kPa 以上。在某回填土区域工程中，由于地基压实度低，初期采用浅基础方案导致结构产生不均匀沉降。后通过增设 CFG 桩（桩径400mm，间距 1.5m）处理基础，使复合地基承载力提高至 250kPa，最大沉降控制在10mm 以内，有效解决了结构变形问题。

二、复杂地质条件下的建筑基础施工工艺研究

（一）前期勘察与设计优化技术

在复杂地质环境中，基础施工必须以详尽的前期勘察为前提。常规钻探间距需控制在20 米以内，重要部位加密至10 米，配合静力触探、标准贯入试验、压力计测试等方法获取地层分布及物理力学参数[2]。岩溶、断裂等异常地层可采用高密度电法或地震波探测辅助识别。设计方面，应针对不同地质情况匹配基础型式，例如在岩溶区优先选用大直径灌注桩结合注浆处理，在软土区宜采用筏板联合桩基或设置抗浮桩。设计需同时校核极限承载力、沉降控制指标，并确保安全系数不低于规范规定。

（二）主要施工工艺及适应性措施

在桩基施工方面，复杂地质条件通常优先采用钻孔灌注桩或旋挖灌注桩工艺，旋挖钻适用于含卵石或强风化岩层，施工效率高，成孔直径可达 φ1500mm，孔深可达 50m 以上，且成桩垂直度控制能力强，入岩深度不应小于 5m。在饱和软土或环境敏感区域，推荐使用静压预应力管桩，具有施工振动小、噪音低、沉桩质量易控等优点。在地基加固方面，岩溶及断裂带可采用高压旋喷注浆处理，浆液注入压力控制在1.5～2.5MPa，形成强度达到20～24MPa 的加固体；CFG 桩适用于回填地基，通过桩土共同承载，形成复合基础系统，桩径通常为 400600mm ，桩距1.2～1.8m；振冲碎石桩适合地下水丰富的砂土层，通过置换与振动密实形成排水性好、变形模量高的石料柱。在基坑支护方面，止水帷幕多采用三轴搅拌桩或地下连续墙（厚度 600～1000mm ），形成封闭结构阻止渗水渗砂；对于深度超过 6m 的中深基坑，可布设钢支撑与土钉墙组合支护系统，配合周边沉降观测和支护变形监测，防止滑移与坑壁坍塌。

（三）施工中技术控制要点

在施工实施阶段，技术控制需贯穿始终，确保各关键工序执行过程安全可控。建议同步部署信息化监测系统，对地基沉降、支护结构水平位移、桩基轴力反应、地下水位变化等核心指标进行实时采集与分析，并与BIM 施工模型联动，实现可视化动态调整施工节奏与控制参数。在岩层区域施工时，应优先使用高功率旋挖钻机搭配泥浆护壁工艺，控制孔壁塌方与偏斜风险；在软土地区，则可配置静压桩设备或采用冲抓结合的孔壁保护系统，提升成孔稳定性。面对突发的溶洞坍塌、基坑突水、桩孔缩径等问题，施工方应预设应急响应机制，包括现场配置高效注浆泵、移动式止水帷幕、高频报警系统及多通道通讯调度平台，确保可在10分钟内完成初步封堵与支护处置，最大限度降低安全风险与经济损失。

三、复杂地质条件下的质量保障与风险控制措施

（一）全过程质量控制体系建立

在复杂地质基础工程中，必须建立覆盖勘察、设计、施工到验收全过程的质量控制体系，并通过制度化、数据化手段实现工程质量的动态把控。勘察阶段要求采样布点密集、深度合理，钻探深度通常应延伸至拟建基础底面以下不少于持力层 2～3 倍桩径的深度，确保资料真实、完整，岩土层划分清晰。对于岩溶、软土、断裂带等特殊区域，必须加设补充钻孔，配合原位测试如静力触探、压力计测试、剪切波速测试等，提高地基参数可靠性。设计阶段应充分利用地质建模软件和有限元工具（如Plaxis、FLAC3D、MIDAS GTS）开展地基响应分析，合理选择桩长、桩径、基础布置及加固范围，避免过度设计与技术误判 [3]。施工阶段需严格落实施工方案交底、关键工序旁站、质量巡检制度等，对钻孔灌注桩、地基注浆、基坑支护等关键环节，制定标准化工艺参数，如桩孔垂直度不超过 1% 、孔底沉渣厚度控制在 5cm 以内、钢筋笼定位偏差不大于 ±50mm。最终验收环节应依据验收规范进行逐项检测，并结合桩身完整性评估、沉降监测数据及混凝土强度试验结果综合判断基础质量。例如，在地铁某段施工中，项目团队通过全过程质量追踪系统与施工参数实时反馈机制，实现了对每一道工序的闭环管控，将关键工艺误差控制在规范限值的 50% 以内，有效避免了后期结构沉降过大、管片错位等问题，确保了地铁结构运行的长期稳定性。

（二）质量检测与评估技术

在复杂地质环境中开展基础施工，必须依托系统化、分阶段的质量检测与评估手段，实现对地基与基础状态的全过程监测与动态评估。承载力检测方面，通常在不同代表性地段布置静载试验点，加载至设计值的 1.5 倍以上，并持续观察沉降变化，结合现场荷载 - 位移曲线判断地基变形性能和极限承载力 [4]。同时辅以标准贯入试验（SPT）及轻便动力触探，对地基土密实度进行分层评估，尤其在填土层与软土层中非常关键。桩基质量检测方面，应优先采用低应变反射波法进行桩身完整性快速初筛，对于重要承台下的大直径桩（φ800mm 以上），应结合声波透射法进行高精度检测，识别桩身中断、缩径、夹泥层等缺陷；必要时采用钻芯法进行抽检验证。沉降与位移监测方面，应在关键基础结构节点布设沉降观测点、沉降板及高程控制点，并配备全站仪、光电水准仪、差分GPS 系统等高精度测量仪器，形成自动化数据采集与传输体系，结合软件平台实现位移数据实时预警。例如在某科技园超高层项目中，施工方对 362 根灌注桩进行了声波透射法检测，发现 5 根桩身存在密实度异常，立即实施二次注浆补强，确保桩基承载均衡性，避免了后期结构开裂、倾斜等隐患，为工程安全运行提供了坚实保障。

（三）风险预测与预控技术

地质灾害及施工过程中的不确定性是影响复杂地质基础工程质量与安全的关键因素，因此必须建立系统化的风险预测机制与多级控制体系。常用方法包括灰色聚类分析、层次分析法（AHP）与模糊综合评判模型等，通过分析地层构成、地下水特性、地质灾害历史数据等因素，建立地质风险评估模型，将工程区域划分为一级（高风险）、二级（中等风险）和三级（可控风险）等风险等级，并据此制定差异化的监测和处置方案。在高风险区域，如岩溶密集区、深厚软土区、活动断裂带，应布设专用监测系统，包括孔压计、倾斜计、三轴裂缝计、自动水位计、土压力盒等，监测指标涵盖位移、应力、渗流、变形等多个方面，确保能在早期捕捉到异常迹象。施工期间还应建立动态预警系统，设定关键指标的报警阈值，如支护结构侧移达到设计值的 80% 、沉降速率大于 1mm/d、水位突变超过 10cm 等，立即触发报警，由项目部组织技术人员进行现场核查、启动应急响应程序。例如在某三甲医院建设项目中，施工地处软土与断裂交汇带，项目团队基于三维地质建模平台整合钻探、地震波测试与地下水位数据，结合实时监测信息建立反馈预控系统，通过调整支护结构刚度和注浆压力，实现了基坑变形控制在 ±10mm 范围内，成功避免了侧壁塌方。在重庆某岩溶隧道基础项目中，施工方通过地质雷达与溶洞预警系统联动，及时识别前方存在大溶腔，调整了施工工序顺序与注浆方案，有效避免突水事故和塌方，确保了施工安全。

（四）人员与管理保障措施

复杂地质环境下的基础施工离不开高素质的管理与施工团队配合，应组建由地质、结构、岩土及施工管理等多专业人员组成的基础工程技术小组，由具备丰富复杂地质经验的注册结构或岩土高级工程师担任组长，全面负责技术审查、工艺优化与应急指挥。在施工实施过程中，一线作业人员需定期参与专项技术交底、工艺流程再培训及现场应急演练，提升实战能力。例如在某地铁换乘枢纽项目中，项目部设立了“交底 + 模拟演练”制度，月度开展模拟突水、基坑坍塌、桩头断裂等三种典型工况处置演习，使施工团队能在突发事件中快速响应、准确操作。此外，应建立全过程“质量责任可追溯”体系，从施工班组、监理工程师到第三方检测单位，明确每道工序的责任边界与签字确认制度，保证所有关键节点可复查、可溯源。在信息化管理方面，智慧工地平台发挥着日益重要的作用，推荐集成二维码身份标识、BIM 协同管理、视频监控系统与物联网终端，对设备运行状态、混凝土浇筑质量、钢筋安装精度、环境数据等进行全流程监控与记录 [5]。例如某高层住宅工程，采用“智慧工地 + 二维码追踪”系统，每根桩基从成孔、钢筋笼吊装、灌注、检测到验收全流程绑定电子标签，系统自动生成施工日志与检测记录，有效提升了质量管理的闭环效率，减少人为干预，提高了项目透明度与管理公信力。

复杂地质条件对建筑基础施工提出了更高的技术与管理要求，不仅需要因地制宜地选择施工工艺，更应构建完善的质量保障与风险控制体系。通过系统的地质勘察、科学的设计优化、高效的施工组织及全过程质量管理，能够有效应对软弱地基、岩溶、断裂带等带来的挑战。本文从施工工艺适应性出发，结合实际工程案例，论证了技术措施的可行性与实效性。未来，随着信息化与智能化手段的深入应用，复杂地质基础施工的安全性、效率与质量可望进一步提升，为城市深层空间开发和复杂场地建设提供有力支撑。

参考文献

[1] 赵超越 ， 高松 . 复杂地质条件下建筑基础施工技术应用实践

[J]. 新城建科技 ，2024，33（11）：136-138.

[2] 张伟锋 . 复杂地质条件下建筑基础施工技术的优化策略研究

[J]. 现代工程科技 ，2024，3（17）：13-16.

[3] 郑伯欣. 某高层建筑复杂地质条件下筏板基础的设计探讨[J].

福建建设科技 ，2024，（01）：134-138.

[4] 杨君平 . 复杂地质条件下岩土工程勘察技术的运用分析 [J].

城市建设理论研究 （ 电子版 ），2023，（32）：163-165.

[5] 彭媛 ， 陈国奇 ， 韦谋 . 基于 BIM 的岩溶复杂地质条件下桩基工

程施工关键技术 [J]. 施工技术 （ 中英文 ），2021，50（17）：141-143+147.