深基坑復合支護結構施工技術應用分析

摘""要：現代城市化建設的快速發展使深基坑工程在建筑領域的重要性日益凸顯。隨著城市中心區域地質條件的日趨復雜，深基坑施工中對復合支護結構的需求逐漸增加。以某市某大型建筑項目為例，探討復合支護結構在復雜地質條件下的應用效果及優化設計。通過高精度地質建模、智能化施工設備和自適應灌漿系統等技術手段，合理選擇并優化復合支護方案，有效提升了深基坑工程的安全性和經濟性，為未來類似項目施工提供了科學依據。

關鍵詞：深基坑"""復合支護結構"""施工技術"""技術應用

中圖分類號：TU753

Application"Analysis"of"Composite"Support"Structure

Construction"Technology"of"Deep"Foundation"Pit"Composite"Supporting"Structure

WANG"Dongchu

China"Electric"Power"China"Municipal"Construction"Municipal"Construction"Group"Co.，"Ltd.，"，Tianjin，"518100"China

Abstract："The"rapid"development"of"modern"urbanization"construction"has"increasingly"highlighted"the"importance"of"deep"excavation"engineering"in"the"field"of"construction."With""the"increasingly"complex"geological"conditions"in"urban"central"areas，"the"demand"for"composite"support"structures"in"deep"excavation"construction"is"gradually"increasing."Taking"a"large"construction"project"in"a"certain"city"as"an"example，"this"paper"explores"the"application"effect"and"optimization"design"of"composite"support"structures"under"complex"geological"conditions."By"utilizing"high-precision"geological"modeling，"intelligent"construction"equipment，"and"adaptive"grouting"systems，"a"reasonable"selection"and"optimization"of"composite"support"schemes"have"been"made，"effectively"improving"the"safety"and"economy"of"deep"foundation"pit"engineering，"and"providing"scientific"basis"for"future"similar"project"construction.

Key"Wwords："Deep"foundation"pit;"Composite"support"structure;"Construction"technology;"Technology"application

隨著城市化進程的不但加快，深基坑支護施工技術在建筑工程中的重要性也日益受到矚目[1]。因為深基坑工程復合支護結構存在較大復雜性，必須要注意對深基坑工程復合支護技術的深層次研究和分析，使深基坑復合支護結構施工技術的價值和作用得到充分全面發揮。深基坑復合支護結構施工技術是為了應對復雜的地質環境和高強度施工需求而發展的綜合性技術體系，其主要目標是通過多種支護結構的組合，以確保基坑的穩定性和周邊環境的安全性。在本研究中，以某市的大型綜合建筑項目為實例，重點探討復合支護結構在深基坑施工中的具體應用和優化設計。該工程面臨軟土層、粉質黏土、高水位等復雜地質條件，因此對支護結構的穩定性、防滲性能提出了更高的要求。本文旨在探索如何優化施工方案以提升工程質量和施工效率。

1""工程背景

該建筑工一個總建筑面積為12"788"m2的大型綜合建筑項目，涉及的深基坑開挖面積達3"876.78"m2，基坑深度為6～7"m。基坑區域的軟土層厚度達到1.5"m，其孔隙比在0.7左右，天然含水率為40%～50%，地下水位位于基坑底部以上2"m。這意味著在基坑開挖期間，必須有效控制地下水位和土體的穩定性，以防止軟土層的沉降和變形。場地的東側和南側區域軟土層較為均勻，地下水位波動小，但在西北側區域的軟土層厚度較大，且夾雜粉質黏土的淤泥質土為主，地質條件十分復雜。

為了應對如此復雜的地質條件，項目團隊在施工前期進行了詳盡的地質勘察，使用最新的高分辨率地質雷達設備對基坑區域進行系統性掃描。地質雷達設備以每2.5"m為間隔進行測量，生成了詳細的地質剖面圖。該掃描結果顯示地表以下1～1.5"m為軟土層，液限在35%～40%之間。在1.5～4"m深度，主要為粉質黏土層，含水量在28%～35%，其抗剪強度為35～50"kPa，密實度較好。

2""深基坑復合支護結構技術的工程應用分析

2.1"高分辨率地質建模與復合支護結構設計優化

2.1.1""三維地質建模在支護設計中的應用

在該工程中，為了精準掌握地質條件和優化復合支護方案，項目團隊使用了最新的高分辨率地質雷達設備。每隔2"m設置一個掃描點，以捕捉復雜地質變化，精度控制在0.03"m。這一精度選擇基于軟土層和粉質黏土層交界區域的細微差異，該數據可以精確反映土層的密實度和地下水位的變化情況。軟土層的厚度處于1.5～2.2"m的范圍之內。灌注樁的直徑設定為900"mm，深度達到18"m，如此設計旨在有效應對西北側地下水位較高的實際狀況，確保在高地下水位的嚴苛條件下，樁體能夠具備足夠的能力來抵抗側向壓力[2]。通過模型的應力模擬分析，將灌漿深度精準調整至22"m，壓力設置為0.6～0.8"MPa，為邊坡支護結構的穩定性提供強有力保障。

2.1.2""自適應復合支護結構設計與智能優化策略

設計過程中采用了自適應優化系統，能夠實時監測施工現場的地質變化并動態調整參數。監測數據顯示，在基坑南側的軟土區域，土體含水率從初始的38%上升至42%，這表明土體的抗剪強度有所降低。優化系統建議將錨桿間距從1.5"m縮小至1.2"m，并將長度從12"m增加至15"m，以增強支護結構的穩定性和抗剪能力。自適應系統根據滲透系數（1.5×10??"cm/s～3.0×10??"cm/s）的實際變化情況，精準調整灌漿材料的水灰比至0.36～0.38。如此調整能夠確保灌漿材料在高水位區域中具備良好的密實度和出色的防滲性能[3]。這些關鍵參數的選擇，是經過嚴謹的數值模擬以及對地質模型數據的深入分析驗證后確定的。

2.2""復合支護施工中的先進設備與材料集成應用

2.2.1""智能施工設備在支護中的應用

在復合支護施工的關鍵階段，項目團隊精心選用了最新的多功能智能化施工設備。此設備所配備的激光定位系統，其精度被嚴格控制在極小的"±2"mm范圍內，這一精度設定絕非隨意為之，而是依據地質模型中細致的土層分布要求來確定的。尤其是在粉質黏土和軟土層交界的特殊區域，由于該區域地質條件較為復雜，為了防止施工過程中對相對軟弱的土體造成過度擾動，進而影響整個支護結構的穩定性，所以對施工精度提出了更高的要求。在施工過程中，鉆孔速度的設定處于"0.4～0.6"m/min之間。當設備的"AI"控制系統在軟土區域檢測到土體密實度低于特定值"0.65"時，為了最大程度地減少對土體的擾動，系統會自動且及時地降低鉆速。

2.2.2""高性能復合材料在復合支護中的應用與優化

在復合支護結構中使用了最新的高性能材料，以應對軟土和高地下水位的復雜環境。在灌注樁施工中，選用了自密實混凝土，其抗壓強度控制在48～55"MPa之間。此強度范圍是根據軟土層和粉質黏土的抗剪特性設定的，能夠保證在高地下水位下樁體的承載力。混凝土中加入3%的智能增強聚合物纖維，該比例是在多次施工試驗中得出的最佳值[4]。在灌漿過程中，選擇水灰比為0.34～0.36，這一比值是在地下水高滲透條件下確保材料抗滲性的關鍵。

3""深基坑施工創新技術

3.1""自動鉆孔技術應用策略

在深基坑施工中，為了應對復雜地質條件，使用了最新的自動化鉆孔設備。該設備配備了高精度激光定位系統和陀螺儀，確保鉆孔的垂直度誤差保持在2"mm以內。這種高精度要求是為了減少軟土層和粉質黏土層的擾動，避免因鉆孔偏移導致的結構不穩定。設備內置的多頻振動傳感器能夠實時采集土層數據，包括密實度、剪切強度和水分含量。施工開始時，每鉆進20"cm，設備會自動進行土層分析并調整鉆頭的扭矩和速度。例如，當監測到土體密實度降低至0.6時，鉆頭扭矩會自動增至500"Nm，同時將鉆速降低至每分鐘0.25"m，以確保土層的穩定性。鉆孔過程中的數據記錄顯示，在基坑西北區域，因軟土層含水量高于45%，設備調整鉆孔角度3°，以避免可能的土層滑移風險。上述技術選擇通過地質模型模擬驗證，確保鉆孔過程中的高效和安全。

3.2""光纖光柵監測技術在實時位移控制中的應用

在深基坑支護施工中，為了精準監測施工過程中基坑的沉降和側向位移，部署了光纖光柵傳感器網絡。傳感器的監測精度可達0.01"mm，特別適用于對細微位移的檢測，確保在施工過程中及時發現潛在的結構性風險。在軟土和粉質黏土的交界區域，傳感器布設密度增加至每5"m一個，以捕捉可能的應力集中現象。施工開始后，傳感器每隔3"min自動采集一次數據，并生成實時位移圖表。當數據監測顯示基坑南側沉降達到0.6"mm時，系統自動發出預警信號。工程師根據數據調整錨桿的施工密度，將每根間距從1.5"m縮小為1"m，并將錨固深度增加至12"m，以增加支護強度。調整后監測數據顯示，沉降趨勢得到有效控制，符合項目的穩定性標準。

4""深基坑復合支護結構施工技術管控措施

施工過程中，結合深基坑復合支護結構的基本情況，采取高性能復合材料、三維地質建模技術、光纖光柵監測系統等，存在諸多影響因素，這就需加強技術管控，做好檢查與監督工作，以此取得良好的深基坑施工效果。

4.1""制定控制和管理體系

深基坑工程具有系統性、復雜性特征，可能出現嚴重疏漏問題，影響支護結構的穩定性、防滲性，為此需加強原材料管控、控制張拉應力，創建有利的施工環境。原材料管控期間，以鋼筋、水泥、自密實混凝土為主，檢查材料的質檢報告、出廠證明，設定嚴格的質檢流程，確定各個環節的材料消耗量，規避材料質量不合格、材料缺失的問題。控制張拉應力時，考慮到深基坑作業階段需運用油壓表、千斤頂等張拉設備，故此需按照工程設計圖紙、施工方案，檢測張拉力、壓力比值，掌握實際壓力損失情況，再嚴格管控誤差，確定張拉時的最大應力值。

4.2""加強基坑監測

監測坡頂水平位移時，沿著基坑方向攪拌止水樁頂，每間隔25m布設一處觀測點并編號，操作經緯儀測量數據，與原始數據對比，計算位移值，繪制時間-位移曲線；監測地面沉降時，邊坡四周布設地面觀測點，設置編號，選取基準點，操控水準儀測量各點水平沉降值，輸出時間-沉降曲線；觀測周邊管線時，需要在前期準備階段仔細檢查周邊管線的基本情況，標記裂縫位置，進入施工階段委派專業技術人員定期檢測，了解地面沉降變化與管線之間的關系，以便于精準識別安全隱患。通過多維度入手加強基坑監測，有助于構建安全化的深基坑施工環境。

5""深基坑施工技術效果分析

5.1""支護結構的穩定性與防滲效果

在施工后，通過精準的支護結構設計和復合支護方案，基坑的穩定性得到了可靠保障。光纖光柵傳感器的監測數據顯示，基坑區域的地表沉降量保持在3～4"mm之間，低于5"mm的設計標準。這些數據通過每隔5"m布設的監測點收集，尤其是在軟土層厚度較大的西北側，通過增加錨桿密度和深度，成功控制了側向位移，維持在2"mm以內[6]。這些數據的合理性基于基坑土體的剪切強度（35～50"kPa）和孔隙率（0.65～0.78）的精確計算。在防滲性能方面，通過使用多階段灌漿和鋼板樁組合支護，地下水的滲透系數從原始的2.8×10??"cm/s降低至1.2×10??"cm/s。灌漿的水灰比和壓力選擇依據不同區域土體的孔隙率和含

5.2""施工效率與施工成本控制

在施工過程中，智能化施工設備和自適應灌漿系統的應用顯著提升了施工效率。自動化鉆孔設備在軟土層和粉質黏土層的鉆速調整范圍為0.4～0.6"m/min，依據實時監測的土體密實度數據動態調整鉆孔參數，確保不破壞土層的穩定性。這一調整策略使施工周期縮短了15%，較傳統方法節省了10"d。自密實混凝土的選擇使得抗壓強度提升至48～55"MPa，根據現場土體抗剪特性的要求，這些高性能材料顯著降低了施工的維護成本。

5.3""實時監測與施工安全控制

在整個施工過程中，光纖光柵監測系統和大數據分析的實時反饋確保了施工安全。光纖光柵傳感器每3"min更新數據，通過物聯網傳輸至施工控制中心，實現了實時調整。監測數據顯示，系統在基坑沉降和側向位移早期階段的預警準確率高達98%。基于監測數據的實時調整策略有效避免了施工中的潛在風險，確保了支護結構的穩定性。

6""結語

本研究通過對深基坑復合支護結構施工技術的應用分析，驗證了多種技術在復雜地質條件下的有效性。采用高分辨率的地質建模和智能施工技術，不僅顯著提升了施工的精準度，還通過自適應的灌漿方案和實時監測系統有效降低了施工風險。研究結果表明，智能化設備和高性能材料的使用對提高施工效率和減少環境影響有顯著作用。未來，隨著技術的進一步發展，深基坑復合支護結構施工技術將在建筑工程領域獲得更加廣泛的應用。

參考文獻

• 張君，劉金昌，黃志剛.建筑工程中深基坑支護施工技術的應用分析[J].中文科技期刊數據庫（引文版）工程技術，2024（4）：16-19.
• 王超.深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用分析[J].建設監理，2024（3）：100-103.

[3]趙浩晨.深基坑復合支護結構穩定性分析[D].西安：西安工業大學，2021.

[4]黃文輝.深基坑綜合支護技術在施工中的應用分析[J].安徽建筑，2024，31（1）：136-138.

[5]馬玉飛，胡文奎，付垚，等.城市復雜環境深基坑工程支護設計[J].城市勘測，2020，（5）：188-191.

[6]張松，余再西，劉克明.某軟土基坑復合土釘墻支護結構失穩分析與加固處理[J].建筑結構，2022，52（S2）：2419-2422.