复杂地质条件下高层建筑深基坑支护施工技术应用研究

1 引言

随着城市空间拓展向地下纵深发展，高层建筑深基坑施工成为常态。然而，在地质结构复杂、水文条件不良、周边建构筑物密集的地区，深基坑工程面临更大的施工风险与管理挑战。传统的支护方式在此类环境下往往难以满足安全、经济、可施工性的综合要求。因此，研究并推广适用于复杂地质条件的深基坑支护施工技术，具有重要的工程意义和现实价值。

2 复杂地质条件下的主要问题

2.1 地质结构复杂，成坑难度大

在砂卵石层、强风化岩层、饱和粉质黏土等地质条件下，基坑开挖时易出现滑移、突涌、涌水等问题，严重影响支护结构稳定性与坑内作业安全[1]。

2.2 地下水位高，降排水难度大

高地下水位导致支护结构受力剧烈变化，同时增大基坑底部隆起和管涌风险，特别是在临近河道或存在承压水层时，对支护和降水系统的要求更为严格[2]。

2.3 周边环境敏感，施工扰动控制难

在城市核心区施工，基坑周边通常紧邻地铁、道路、老旧建筑或地下管线，任何支护失稳或沉降超限都可能引发安全事故，要求施工扰动控制极其精细。

3 典型支护结构及技术对比

3.1 排桩 + 内支撑系统

适用于基坑开挖深度较大、空间受限场地。采用钢筋混凝土灌注桩或 H 型钢支护桩形成支护墙体，通过钢支撑或混凝土支撑分层约束桩体位移，有效抵抗土体侧压力。但该法施工占用空间较大，适合非地铁附近场地 [3]。

3.2 SMW 工法桩

SMW 工法桩以三轴搅拌成墙、配合钢筋笼构成复合墙体，兼具支护与止水功能，适用于软弱地层、高水位及需防渗要求较高区域。其施工速度快，成墙连续性好，但造价较高，适合周边环境要求高的项目。

3.3 地连墙 + 逆作法

适用于超深基坑及场地受限区域。地连墙施工前形成稳定围护结构，逆作法通过结构梁板与支护体系协同受力，有效减少临近建筑沉降与变形。缺点是施工周期长，要求结构设计与施工高度一体化。

4 施工关键控制要点

4.1 成孔与灌注质量控制

在复杂地质条件下进行深基坑支护桩施工，成孔与灌注质量直接关系到整个支护体系的稳定性和承载能力。砂砾层、卵石层或高地下水位区域施工时，极易发生塌孔、缩颈等质量问题，必须采用正反循环钻机与泥浆护壁工艺相结合，稳定孔壁结构并确保孔底清洁。钻进过程中应实时监控泥浆比重、粘度与循环流速，防止孔内沉渣堆积影响灌注质量 [4]。在混凝土灌注环节，应采用导管法分批连续灌注，严禁中途停歇或导管离底距离超标，以防出现混凝土离析、断桩等隐患。同时要保证混凝土强度、坍落度及拌和质量符合设计要求，灌注前做好试块留样与混凝土拌合站质量复检，确保灌注整体质量。灌注完成后应及时拔管，防止因导管停留过久导致桩顶返浆污染，确保桩体完整性与可靠性，为后续基坑支护提供稳定基础。

4.2 地下水控制技术

复杂地质条件下往往伴随高地下水位，对基坑支护施工提出更高的止水和排水要求。合理高效的地下水控制是保障施工安全与支护结构稳定的前提。在常规降水处理中，可根据基坑面积与深度选择轻型井点、管井或深井泵等组合排水系统，降低坑内水位至基底以下 0.5～1.0 米范围，防止坑底浸泡软化或边坡失稳。而当遇到承压水层或透水性强的砂卵石地层时，传统排水方法可能失效，此时需采用帷幕止水（如高压旋喷桩、水玻璃灌浆）形成隔水墙或配合冻结法临时封闭水源区域，从源头控制水压渗流。同时应设置地下水位动态监测点，实时掌握水位变化趋势，在降水过程中避免超抽引发周边地面沉降或管线变形，确保施工与周边环境的协调稳定。

4.3 分级分层开挖与支护同步

在深基坑开挖过程中，合理的分层与同步支护工序是控制基坑位移、避免边坡失稳的关键。复杂地质条件下，如软弱夹层或结构性破碎岩层，极易因支护滞后或开挖过快引发变形或滑移。因此，基坑施工应严格按设计要求进行分层分段开挖，每层开挖厚度不宜超过 1.5～2 米，采用“开挖一层，支护一层”的施工策略，确保支护结构始终处于主动受力状态。对特殊地质段应设置过渡支护措施，如预埋土钉、锚杆或喷射混凝土，增强边坡稳定性。各层开挖时间间隔要控制在合理范围内，严禁大面积、长时间裸露，防止雨水渗入或土体风化破坏结构连续性。此外，还需合理布置临时排水系统和支撑安装节奏，保障施工连续性与基坑安全状态的动态可控，实现支护体系与开挖工程的有效协同[5]

5 监测与风险预控措施

深基坑施工必须建立完整的变形监测系统，包括支护桩体位移、支撑轴力、周边建筑物沉降、地表沉降等内容，实行自动化与人工复核相结合，确保实时掌握结构响应变化。一旦监测值接近预警线，应立即启动应急加固措施，如增加支撑、调整开挖顺序、加密监测频次等，确保基坑安全度过关键施工阶段。

6 工程案例分析

以重庆某高层综合体项目为例，项目基坑深度达 24 米，地质以卵石夹粘土为主，地下水位高、周边邻近重要道路。项目采用 SMW 工法桩 + 一道钢支撑体系，结合深井降水，确保了止水及支护功能。施工过程中建立了多点自动化监测系统，实时反馈支护变形与支撑受力，成功避免了周边道路沉降与渗漏事故。该项目的成功实施为类似地质条件下的深基坑工程提供了技术参考。

7 结论

复杂地质条件下高层建筑深基坑施工具有风险高、控制难度大的特点，必须采用因地制宜、科学合理的支护结构及施工技术。通过强化地勘分析、优化支护体系、控制施工工序、实施全过程监测等综合措施，可显著提升基坑工程的安全性与施工效率。建议在今后工程实践中，加强BIM 技术、地质信息建模、智能监测等新技术的引入，进一步提高深基坑施工的安全可控性与绿色水平。

参考文献

[1] 何龙. 高层建筑工程深基坑支护施工技术的实践探索[J]. 甘肃科技，2024， 40 （12）： 87-90.

[2] 孙振月 . 超高层建筑工程深基坑支护施工技术 [J]. 江苏建材 ， 2024，（06）： 100-101.

[3] 刘品呈 . 高层建筑深基坑支护施工技术要点分析 [J]. 城市建设理论研究 （ 电子版 ）， 2024， （36）： 95-97.

[4] 林卫昭 . 高层建筑施工深基坑支护加固技术关键及价值探讨 [J]. 城市开发 ， 2024， （13）： 122-123.

[5] 吴国华 . 高层建筑深基坑支护施工管理探讨 [J]. 石材 ， 2024， （12）：103-105.