复杂地质条件下深基坑支护施工工艺改进

一、引言

随着城市化进程的加速，高层建筑、地下轨道交通等大型工程不断涌现，深基坑工程作为其基础环节，重要性日益凸显。然而，在实际工程中，许多深基坑工程面临复杂地质条件，如软土地层、富水砂层、破碎岩层等。这些复杂地质条件给深基坑支护施工带来了极大挑战，容易引发基坑坍塌、土体变形、地下水渗漏等事故，不仅影响工程进度和质量，还可能威胁周边环境安全和人民生命财产安全。因此，深入研究复杂地质条件下深基坑支护施工工艺改进，探索更安全、高效、经济的施工技术和方法，成为当前建筑工程领域亟待解决的重要课题。

二、复杂地质条件对深基坑支护施工的影响

（一）软土地层

软土地层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低等特点。在深基坑开挖过程中，软土地层的抗剪强度低，容易发生土体滑动和变形，导致基坑侧壁失稳。同时，软土地层的高压缩性会使基坑底部产生较大的隆起变形，影响基坑的稳定性和后续基础施工。此外，软土地层的渗透性较差，在降水过程中排水困难，容易形成较高的孔隙水压力，进一步加剧土体的变形和失稳风险。

（二）富水砂层

富水砂层中地下水丰富，渗透性强。在深基坑施工时，若止水措施不当，容易发生地下水渗漏、流沙等现象。流沙会导致基坑侧壁土体流失，造成基坑坍塌；地下水渗漏会使基坑内积水，影响施工进度，同时可能引起周边地面沉降，危及邻近建筑物和地下管线的安全。而且，富水砂层的承载能力较低，对支护结构的稳定性要求更高，增加了支护施工的难度和风险。

（三）破碎岩层

破碎岩层中岩石破碎、裂隙发育，岩体完整性差。在深基坑开挖过程中，破碎岩层容易发生局部坍塌和掉块现象，对施工人员和设备的安全构成威胁。同时，破碎岩层的裂隙为地下水提供了良好的通道，地下水的流动会进一步加剧岩体的破碎和失稳。此外，破碎岩层的力学性质不均匀，给支护结构的设计和施工带来很大困难，难以准确确定支护结构的受力和变形情况。

三、复杂地质条件下深基坑支护施工工艺改进方向

（一）新型支护结构应用

1. 组合式支护结构：针对复杂地质条件，采用组合式支护结构可充分发挥不同支护形式的优势。例如，将灌注桩与深层搅拌桩相结合，灌注桩作为主要的挡土结构，深层搅拌桩用于止水，形成挡土止水的组合体系。这种组合式支护结构能够有效提高支护结构的整体稳定性，适应复杂地质条件下的深基坑支护需求。

2. 预应力锚索支护结构：预应力锚索支护结构通过对锚索施加预应力，将土体与稳定岩体紧密连接，提高土体的抗滑能力和稳定性。在破碎岩层等地质条件下，预应力锚索能够深入到稳定岩层中，提供强大的锚固力，有效控制基坑变形。同时，预应力锚索支护结构具有施工速度快、对周边环境影响小等优点，在复杂地质条件下的深基坑支护中得到广泛应用 。

（二）施工技术优化

1. 动态施工监测技术：在复杂地质条件下的深基坑支护施工中，引入动态施工监测技术至关重要。通过布置各类监测仪器，如位移监测点、应力监测传感器、水位监测仪等，实时监测基坑的变形、支护结构的受力以及地下水水位变化等情况。根据监测数据，及时调整施工参数和支护措施，实现信息化施工，确保基坑施工安全。例如，当监测到基坑侧壁位移超过预警值时，可及时采取补强措施，如增加支撑或调整锚索预应力等。

2. 注浆加固技术：注浆加固技术可有效改善复杂地质条件下土体的物理力学性质。对于软土地层，通过注浆可提高土体的强度和抗变形能力；对于破碎岩层，注浆能够填充裂隙，增强岩体的整体性和稳定性。常用的注浆材料有水泥浆、化学浆液等，可根据不同地质条件和工程要求选择合适的注浆材料和注浆工艺。

（三）地下水处理技术改进

1. 降水与止水相结合的综合处理技术：在富水地质条件下，单一的降水或止水措施往往难以达到理想效果。采用降水与止水相结合的综合处理技术，如在基坑周边设置止水帷幕，阻断地下水的渗漏通道，同时在基坑内采用管井降水、真空降水等方法降低地下水位。这种综合处理技术能够有效控制地下水对基坑施工的影响，保证基坑的干燥作业环境，提高施工安全性。

2. 回灌技术应用：在进行降水施工时，为减少对周边环境的影响，可采用回灌技术。通过在基坑周边设置回灌井，将抽出的地下水经过处理后回灌到地层中，维持周边地下水位的稳定，防止因地下水位下降引起周边地面沉降和建筑物开裂等问题。

四、结论与展望

通过对复杂地质条件下深基坑支护施工工艺改进的研究，可知复杂地质条件对深基坑支护施工影响显著，从软土地层的变形失稳到富水砂层的流沙渗漏，再到破碎岩层的坍塌风险，都给施工带来巨大挑战。而新型支护结构的应用、施工技术的优化以及地下水处理技术的改进，为应对这些挑战提供了有效途径。

然而，目前深基坑支护施工工艺在复杂地质条件下仍存在一些问题，如新型支护结构的设计理论尚不完善，施工监测数据的分析和应用还不够深入，地下水处理技术对环境的长期影响有待进一步研究等。未来，随着工程实践的不断积累和相关学科的发展，应进一步加强对复杂地质条件下深基坑支护施工工艺的研究。一方面，深入开展理论研究，完善支护结构设计计算方法，提高设计的准确性和可靠性；另一方面，加强新技术、新材料的研发和应用，如研发更适应复杂地质条件的智能监测设备和环保型注浆材料等。同时，注重多学科交叉融合，将地质工程、岩土力学、信息技术等学科知识应用于深基坑支护施工工艺改进中，推动深基坑支护施工技术向智能化、绿色化方向发展，为复杂地质条件下的深基坑工程建设提供更有力的技术保障。

参考文献

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