复杂地质条件下深基坑支护施工技术的改进研究

引言：随着城市化进程的加速，城市建设中的深基坑工程日益增多。然而，在实际工程中，常常会遇到复杂地质条件，如软土、岩溶、断层破碎带等。这些复杂地质条件给深基坑支护施工带来了巨大的挑战，传统的支护施工技术往往难以满足工程要求，容易出现基坑失稳、周边建筑物沉降过大等问题，严重影响工程安全和周边环境。因此，对复杂地质条件下深基坑支护施工技术进行改进研究具有重要的现实意义。

一、复杂地质条件的特点及对深基坑支护施工的挑战

1.1 复杂地质条件的特点

复杂地质条件通常具有地质构造复杂、土层分布不均匀、地下水丰富且水位变化大等特点。例如，软土地区土的强度低、压缩性高、灵敏度高，在基坑开挖过程中容易产生较大的变形；岩溶地区存在溶洞、溶槽等，可能导致基坑支护结构失稳；断层破碎带地区岩石破碎，稳定性差，给支护施工带来很大困难。

1.2 对深基坑支护施工的挑战

支护结构选型困难：不同的地质条件需要采用不同的支护结构形式，在复杂地质条件下，很难选择一种既经济又有效的支护结构。

施工难度大：复杂地质条件下的土层性质差异大，施工过程中容易出现塌方、涌水等问题，增加了施工难度和风险。

变形控制要求高：周边建筑物和地下管线对基坑变形非常敏感，复杂地质条件下基坑变形更难控制，需要采取更加有效的措施来保证周边环境的安全。

二、传统深基坑支护技术的局限性

2.1 支护结构适应性差

传统的支护结构如排桩支护、地下连续墙等，在复杂地质条件下的适应性较差。例如，在软土地区，排桩支护的桩间土容易流失，导致支护结构失效；在岩溶地区，地下连续墙施工可能会遇到溶洞，影响施工质量。

2.2 施工工艺落后

传统的施工工艺在复杂地质条件下往往不能满足施工要求。例如，在断层破碎带地区，钻孔灌注桩施工容易出现卡钻、塌孔等问题，影响施工进度和质量。

2.3 监测手段不完善

传统的监测手段主要以人工监测为主，监测频率低、数据精度不高，不能及时准确地反映基坑的变形情况，难以为施工决策提供有效依据。

三、复杂地质条件下深基坑支护施工技术的改进措施

3 .1 优化支护结构设计

综合考虑地质条件：在支护结构设计前，应详细勘察场地地质条件，了解土层的分布、性质、地下水情况等，根据不同的地质条件选择合适的支护结构形式。例如，在软土地区可采用复合土钉墙支护结构，结合土钉、预应力锚杆和混凝土面层，提高支护结构的稳定性和抗变形能力；在岩溶地区可采用桩基加冠梁的支护结构，桩基穿过溶洞进入稳定地层，保证支护结构的安全。

采用数值模拟分析：利用有限元软件对支护结构进行数值模拟分析，模拟基坑开挖过程中的应力应变变化情况，优化支护结构的参数，如桩径、桩间距、锚杆长度和间距等，提高支护结构的设计合理性。

3.2 改进施工工艺

钻孔灌注桩施工改进：在断层破碎带地区施工钻孔灌注桩时，可采用跟管钻进工艺，避免塌孔和卡钻问题；在岩溶地区，可采用超前钻探和注浆加固技术，对溶洞进行处理后再进行钻孔灌注桩施工。

土钉墙施工改进：在软土地区施工土钉墙时，可采用高压喷射注浆技术对土钉进行加固，提高土钉的抗拔力；同时，应严格控制土钉的间距和长度，保证土钉墙的支护效果。

地下连续墙施工改进：在复杂地质条件下施工地下连续墙时，可采用双轮铣槽机成槽工艺，提高成槽质量和效率；对于岩溶地区的地下连续墙施工，可采用超声波检测技术对槽壁进行检测，及时发现和处理溶洞等隐患。

3.3 加强监测与信息化施工

建立完善的监测体系：采用自动化监测设备和人工监测相结合的方式，对基坑的位移、沉降、倾斜、地下水位等参数进行实时监测，提高监测数据的精度和及时性。

信息化施工管理：将监测数据及时反馈给施工管理人员和设计人员，根据监测结果调整施工参数和支护结构，实现信息化施工管理。例如，当监测数据显示基坑变形过大时，应及时采取加固措施，如增加锚杆数量、加厚混凝土面层等。

四、实际工程案例分析

4.1 工程概况

某商业综合体项目，基坑开挖深度为 12m ，场地地质条件复杂，存在软土层、岩溶和断层破碎带。基坑周边有重要的建筑物和地下管线，对变形控制要求较高。

4.2 支护方案选择

根据场地地质条件和周边环境要求，采用了复合土钉墙加桩基的支护方案。在软土层采用复合土钉墙支护，在岩溶和断层破碎带地区采用桩基支护，桩基穿过不良地质层进入稳定地层。

4.3 施工过程改进措施

在钻孔灌注桩施工过程中，采用跟管钻进工艺和超前钻探注浆加固技术，解决了断层破碎带和岩溶地区的施工难题。在土钉墙施工过程中，采用高压喷射注浆技术对土钉进行加固，严格控制土钉的间距和长度。

建立完善的监测体系，采用自动化监测设备和人工监测相结合的方式，对基坑的变形进行实时监测，并根据监测结果及时调整施工参数。

4.4 实施效果

通过采取上述改进措施，该工程顺利完成，基坑变形得到了有效控制，周边建筑物和地下管线的沉降均在允许范围内，保证了工程安全和周边环境的稳定。同时，改进后的施工技术提高了施工效率，降低了工程成本。

结论

复杂地质条件下的深基坑支护施工是一个复杂的系统工程，传统的支护施工技术存在诸多局限性。通过对支护结构进行优化设计、改进施工工艺、加强监测与信息化施工等措施，可以有效提高复杂地质条件下深基坑支护施工的安全性和质量，降低工程成本。实际工程案例表明，改进后的施工技术具有良好的应用效果，值得在类似工程中推广应用。未来，随着科技的不断进步，应进一步加强对复杂地质条件下深基坑支护施工技术的研究，不断探索新的技术和方法，以适应日益复杂的工程建设需求。

参考文献

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