建筑深基坑施工引起的岩土变形与控制技术研究

建筑深基坑施工引起的岩土变形与控制技术研究

丁飞

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摘要：在现代城市建设中，深基坑施工技术的应用日益广泛，其施工质量直接关系到建筑物的安全与稳定。随着城市地下空间的深度开发，深基坑工程面临诸多挑战，尤其是岩土变形控制问题。岩土变形不仅影响施工安全，还可能对周边环境和邻近建筑物造成损害。因此，深入研究岩土变形控制技术，对于确保深基坑工程的顺利进行至关重要。例如，某城市地铁站深基坑工程，由于周边建筑物密集，基坑开挖深度达到20米，施工过程中采用了多种岩土变形控制技术，包括预应力锚杆、地下连续墙等，有效控制了基坑周边的岩土位移，保证了工程的安全和质量。通过这一案例，我们可以看到，科学合理的岩土变形控制技术对于深基坑施工的重要性。

关键词：建筑；深基坑；施工；岩土变形；控制技术

1深基坑施工技术概述

1.1深基坑施工方法分类

在建筑深基坑施工中，岩土变形控制技术是确保工程安全与稳定的关键。深基坑施工方法的分类主要依据施工环境、地质条件、基坑深度以及周边建筑物的分布等因素。例如，根据基坑深度的不同，可以将施工方法分为浅基坑施工和深基坑施工。深基坑施工通常涉及开挖深度超过5米的工程，这类施工往往需要更为复杂的支护系统和变形控制措施。以土钉墙技术为例，这是一种广泛应用于深基坑施工中的方法，它通过在土体中设置土钉（钢筋或钢索）并喷射混凝土面层来增强土体的稳定性。在一项针对上海地区深基坑工程的研究中，土钉墙技术成功地控制了基坑周边的岩土变形，保证了邻近建筑物的安全。此外，地下连续墙技术也是深基坑施工中常用的支护方法，它通过在基坑周边挖掘槽沟并浇筑混凝土形成墙体，以达到隔水和支撑的作用。在一项案例分析中，地下连续墙技术在控制深基坑变形方面表现出色，其变形控制效果评估显示，该技术能够有效减少基坑周边地面沉降，确保了施工期间及后期的结构安全。

1.2施工工艺流程及关键步骤

在建筑深基坑施工中，施工工艺流程及关键步骤的精确执行对于岩土变形控制至关重要。以某城市地铁站深基坑工程为例，该工程基坑深度达到20米，施工过程中采用了分步开挖与支护相结合的方法。首先，通过地质勘探获取详尽的土层结构和地下水位数据，为后续施工提供科学依据。接着，采用地下连续墙作为主要支护结构，其深度需超过基坑底部至少5米，以确保足够的稳定性。在开挖过程中，每层开挖深度控制在2-3米，并及时安装预应力锚杆和喷射混凝土层，形成临时支护结构。此外，施工团队运用三维数值模拟分析模型，对基坑开挖引起的应力变化和位移进行预测，确保施工方案的科学性和安全性。在深基坑施工中，通过精确的施工工艺流程和关键步骤的控制，我们能够实现与自然环境的和谐共存，确保工程的顺利进行。

2岩土变形监测技术

2.1监测技术的原理与方法

在建筑深基坑施工中，岩土变形监测技术是确保工程安全的关键环节。监测技术的原理主要基于对基坑周边岩土体位移、应力、地下水位等参数的实时跟踪，以评估基坑稳定性。例如，通过安装倾斜仪、应变计、土压力盒等监测设备，可以连续记录基坑周边土体的微小变化，从而为施工提供及时的预警信息。数据采集系统则负责将这些监测设备收集到的数据进行汇总、分析，并通过适当的分析模型，如有限元模型，对基坑的变形趋势进行预测。因此，岩土变形监测技术的应用，不仅体现了对工程安全的重视，也是对施工过程中潜在风险进行有效预防的重要手段。

2.2监测设备与数据采集系统

在建筑深基坑施工中，岩土变形监测技术是确保工程安全的关键环节。监测设备与数据采集系统的发展，为实时跟踪基坑及周边岩土体的变形提供了可能。例如，使用高精度的倾斜仪和应变计可以连续监测基坑壁的位移和应力变化，而自动化的数据采集系统则能保证数据的实时性和准确性。在某深基坑工程中，通过安装了数百个监测点，利用无线传感器网络技术，实现了对基坑变形的全天候实时监控。这些数据不仅为施工人员提供了即时反馈，还为后续的变形控制技术研究提供了宝贵的第一手资料。此外，结合先进的分析模型，如有限元分析模型，可以对监测数据进行深入分析，预测岩土体的变形趋势，从而在变形达到临界值之前采取预防措施。因此，监测设备与数据采集系统的应用，不仅提高了施工的安全性，也为岩土变形控制技术的研究与应用提供了坚实的技术支撑。

3岩土变形控制技术研究

3.1常见岩土变形控制技术

在建筑深基坑施工中，岩土变形控制技术是确保工程安全和稳定的关键。常见的岩土变形控制技术包括预应力锚杆、地下连续墙、土钉墙以及支撑系统等。例如，预应力锚杆技术通过施加预应力来提高土体的稳定性，其设计和施工需要精确计算以确保预应力的合理分布。在某深基坑工程中，通过使用预应力锚杆技术，成功地将基坑周边的位移控制在了5毫米以内，显著降低了基坑变形对周边环境的影响。此外，地下连续墙技术在深基坑施工中也得到了广泛应用，它不仅能够有效隔断地下水，还能提供足够的侧向支撑力，保证基坑的稳定性。在一项案例研究中，地下连续墙的使用使得基坑开挖深度达到15米时，周边地面沉降量控制在了设计允许范围内。土钉墙技术则通过在土体中设置土钉，增强土体的整体稳定性，适用于较浅的基坑工程。而支撑系统，包括钢支撑和混凝土支撑，是深基坑施工中不可或缺的临时结构，它们在施工过程中提供即时的侧向支撑，防止基坑坍塌。在分析模型方面，数值模拟如有限元分析（FEA）被广泛应用于预测和评估岩土变形控制技术的效果，通过模拟可以优化设计方案，减少实际施工中的风险。因此，通过精确的计算、合理的施工方法以及先进的监测技术，可以有效地控制深基坑施工中的岩土变形，确保工程的安全和质量。

3.2控制技术的适用条件与效果评估

在建筑深基坑施工中，岩土变形控制技术的应用是确保工程安全与稳定的关键。控制技术的适用条件通常取决于基坑的深度、地质条件、周边环境以及施工方法等因素。例如，对于土质较软、地下水位较高的地区，采用地下连续墙结合内支撑的支护结构，可以有效控制土体位移和基坑变形。根据相关研究，地下连续墙的刚度和深度对控制变形的效果至关重要，其设计应基于土压力和水压力的精确计算。在实际案例中，通过监测数据显示，当地下连续墙深度达到基坑深度的1.5倍以上时，基坑的水平位移可减少至安全范围内。此外，采用预应力锚杆技术，可以在不增加过多成本的情况下，显著提高基坑的稳定性。根据某工程的分析模型，预应力锚杆的合理布置和张拉力的控制，能够将基坑周边的地面沉降控制在5毫米以内，有效避免了对周边建筑物的影响。

结语：

综上所述，在建筑深基坑施工中，岩土变形控制技术的应用是确保工程安全与稳定的关键。通过对岩土变形的精确监测和有效控制，可以显著降低施工风险，保障周边建筑物和基础设施的安全。此外，结合数值分析模型，如有限元分析，可以对基坑开挖过程中的应力和变形进行预测，从而优化施工方案。因此，通过科学的预测和精准的控制，我们能够确保深基坑施工的安全性和可靠性，为城市地下空间的开发提供坚实的技术支撑。

参考文献：

[1]蔡勇.岩土工程勘察及建筑基坑支护设计中的常见问题探究[J].工程建设与设计,2023,(06):56-58.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2023.03.217.

[2]陈利勇.高层建筑土方开挖及深基坑支护技术研究[J].科学技术创新,2023,(09):133-137.

[3]张黎明.岩土工程中的深基坑支护问题和解决措施[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(07):71-73.DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.202307023.

[4]聂傲飞.矿山岩土工程中深基坑支护施工技术[J].世界有色金属,2023,(05):97-99.

[5]张涵.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计研究[J].中国住宅设施,2023,(02):55-57.