复杂地质条件下基坑支护与降排水技术的应用研究——以云南省国家中医药传承创新中心项目为例

复杂地质条件下基坑支护与降排水技术的应用研究——以云南省国家中医药传承创新中心项目为例

徐 健

云南工程建设总承包股份有限公司   昆明 650000

摘要：本研究以云南省国家中医药传承创新中心项目为例，深入分析了在复杂地质条件下进行基坑支护与降排水施工的技术应用与挑战。文章详细阐述了该项目中遇到的土壤不稳定、地下水位高、排水困难等问题，并探讨了采用的基坑支护技术及降排水方法。通过对施工过程的分析与评估，研究表明，科学的技术选择与严格的施工管理是保障工程安全与质量的关键。本文总结了该项目的实践经验，并为类似工程提供了可借鉴的技术方法。

关键词：复杂地质条件；基坑支护；降排水技术；施工管理；云南省国家中医药传承创新中心

1.引言

在现代城市建设中，基坑工程是确保建筑物基础稳固的关键环节之一。随着城市化进程的加快，建筑项目规模不断扩大，基坑工程的复杂性也随之增加。特别是在地质条件复杂的地区，如软土层、地下水位高的地段，基坑支护与降排水技术的应用显得尤为重要。云南省国家中医药传承创新中心项目所在区域，地质条件复杂且地下水位高，给基坑施工带来了诸多挑战。本研究旨在探讨在这种复杂环境下，如何通过科学的基坑支护与降排水技术，确保工程的顺利推进和施工安全。

2.项目概况

2.1项目概述

云南省国家中医药传承创新中心项目位于昆明市，是一个集医疗、科研、教学为一体的大型综合性建筑。项目占地面积大，总建筑面积约为10万平方米，其中地上建筑面积约7万平方米，地下建筑面积约3万平方米。该中心将承担重要的中医药传承与创新任务，因此其建筑设计不仅注重功能性，还强调文化传承与现代科技的结合。由于项目规模大且地质条件复杂，施工方面临着巨大的基坑支护与降排水压力。

2.2地质条件概述

根据地质勘查报告，项目所在地的地质条件复杂，主要表现为以下几个方面：场地主要为粘性土和粉砂土，局部区域存在砂层和卵石层。这些土层的承载力较低，容易发生变形和滑动。粘性土在受水影响时，会出现明显的软化和强度降低现象，这为基坑施工带来了较大的挑战。同时，砂层和卵石层的存在使得施工过程中需要特别关注土体的渗透性及其对地下水流动的影响。地下水位较高，且水位随季节变化显著，存在较强的水压，给基坑支护和降排水带来了巨大的挑战。在雨季，地下水位可能会上升，导致基坑内积水增多，增加了降水难度。地下水位的波动还可能引发基坑周围土体的变形，威胁支护结构的稳定性。项目所在区域存在断层构造，地质活动频繁，这进一步增加了基坑施工的难度。这些断层可能导致基坑周围土体的应力集中，加大基坑支护的复杂性。在地质活动频繁的地区，基坑支护结构还需考虑长期稳定性及其对周围建筑物和设施的影响。

3.工程挑战、技术方法与实施监测

在云南省国家中医药传承创新中心项目中，复杂的地质条件对基坑施工提出了多重挑战。为了确保工程的顺利推进和施工的安全性，施工团队不仅需要应对这些挑战，还要通过科学的技术方法加以解决，并对施工过程进行严格的监测。

3.1基坑支护的挑战、技术方法及实施监测

在该项目中，基坑的开挖深度超过15米，这对于基坑边坡的稳定性提出了极高的要求。地质勘查报告显示，场地的土壤类型以粘性土和粉砂土为主，局部区域还存在砂层和卵石层。这些土层的承载力较低，特别是在受到开挖扰动和地下水作用时，容易发生变形和滑移。为应对这些复杂的地质条件，施工团队设计并实施了复合支护结构，包括桩板墙支护、钢筋混凝土支撑和锚杆加固等技术手段。

桩板墙支护：桩板墙支护结构在基坑周围的应用增强了边坡的抗滑移能力。施工过程中，桩板墙支护与基坑开挖同步进行，以确保在每一阶段开挖后，支护结构能立即提供足够的支撑。通过实时的沉降监测，施工团队能够及时发现并校正支护结构的变形，确保基坑稳定。监测数据表明，桩板墙支护有效控制了基坑边坡的位移，未发生滑坡或崩塌事故。

钢筋混凝土支撑：多道钢筋混凝土支撑的布置进一步提高了基坑支护结构的整体刚度。这些支撑在基坑不同深度分层设置，根据施工进展逐步安装。监测过程中，支撑结构的变形量被严格控制在设计范围内，通过实时监测和及时加固处理，确保了支护系统的稳定性，避免了由于土体和水压力引起的变形风险。

锚杆加固：在基坑上部边坡，锚杆加固技术被广泛应用。施工中，锚杆的布置和拉拔力测试严格按照设计要求进行，以确保其锚固效果。监测结果显示，锚杆的应用显著减少了边坡的位移，并成功抵抗了来自复杂地质条件的外力影响。锚杆的长期监测数据还表明，支护结构在后续施工中的表现良好，未出现稳定性问题。

通过这些复合支护技术的综合应用，以及实施过程中严格的监测和实时调整，基坑施工得以在复杂的地质条件下顺利完成。基坑边坡在整个施工期间保持了良好的稳定性，确保了工程的安全性。

3.2降排水的挑战、技术方法及实施监测

项目所在地的地下水位较高，水位波动大，特别是在雨季时，地下水位可能会显著上升，导致基坑内涌水的风险增加。为了有效控制地下水位并确保基坑内的施工环境，施工团队采用了轻型井点系统、深井排水系统以及排水沟和集水坑的综合降排水技术。

轻型井点系统：轻型井点系统通过在基坑周围布置井点管，并连接抽水设备，成功将地下水位降至安全范围内。施工过程中，轻型井点系统的抽水量和地下水位变化情况受到严格监测，确保降水效果达到设计预期。监测数据显示，井点系统有效降低了基坑周围的地下水位，基坑内的水位变化稳定，未发生突发涌水事件。

深井排水系统：深井排水系统在基坑内部的设置进一步确保了地下水位的控制。通过深井泵的运行，地下水被有效排出基坑外，防止了基坑底部土体的过度软化。深井排水的效果通过水位监测井进行实时监测，结果显示，基坑内的水位控制在设计要求内，施工进度未受到水位上升的影响。

排水沟与集水坑：为应对暴雨天气和地表水积聚，施工团队在基坑底部设置了排水沟和集水坑。这一系统在雨季中表现出色，有效防止了地表水进入基坑内，避免了施工中断和安全隐患。排水沟和集水坑的排水能力通过集水量监测得到了验证，确保了基坑内的施工条件始终保持干燥。

通过这些降排水技术的综合应用和施工过程中的严格监测，基坑内的水位始终得到了有效控制，保证了基坑支护结构的安全性和施工环境的稳定性。监测数据表明，降排水系统在整个施工过程中运行良好，未发生因水位失控引发的施工安全问题。

4.结果与讨论

4.1技术效果评估

通过对项目实施过程的分析，基坑支护与降排水技术的应用取得了显著效果。首先，基坑支护结构在施工期间表现出良好的稳定性，基坑变形得到了有效控制，未发生滑坡或坍塌事故。降排水系统成功降低了地下水位，确保基坑内的水位始终保持在安全范围内，保障了施工的顺利进行。具体而言，桩板墙支护结构在软土层和砂层交界处表现出良好的适应性，支护系统的刚度和强度得到了有效保障，基坑边坡未发生明显变形。多层布置的钢筋混凝土支撑有效分散了基坑的土压力和水压力，显著提升了支护结构的整体刚度。锚杆加固技术在高地下水位和复杂地质条件下进一步增强了支护系统的稳定性，表现尤为显著。在降排水方面，轻型井点系统和深井排水系统的联合应用，成功将地下水位控制在设计范围内，基坑内未出现大规模涌水现象。排水沟与集水坑的设置确保了基坑内地表水和浅层地下水的有效排出，避免了暴雨天气下基坑内积水过多的问题。

4.2经验教训

在项目的实施过程中，施工团队积累了宝贵的经验。针对高地下水位的场地，采用轻型井点系统和深井排水相结合的方法，成功降低了基坑内的水位，保证了排水的连续性和稳定性。此外，基坑支护结构的多样化设计（如桩板墙、钢筋混凝土支撑和锚杆加固）为复杂地质条件下的基坑施工提供了重要的技术参考。施工过程中，地面沉降监测和支护结构变形监测的实时反馈，为施工团队及时调整施工方案提供了重要依据。通过严格的质量控制措施，施工团队成功避免了施工期间的重大安全事故，确保了工程的顺利推进。

5.结论

云南省国家中医药传承创新中心项目基坑工程的成功实施，不仅体现了科学的施工组织和管理的重要性，也验证了提前识别施工难点并制定相应应对策略的有效性。通过对基坑施工过程中遇到的难点进行深入分析，并结合实际采取相应措施，项目最终在预定的时间内高质量完成。未来，类似的复杂基坑工程可以从中汲取经验，进一步优化施工组织和管理，提高工程的科学性和规范性。在高层建筑基坑工程中，施工难点的识别与应对不仅关系到工程的质量与进度，还直接影响建筑的整体安全性和使用寿命。因此，在实际施工中，应持续改进施工技术和管理方法，不断总结经验，提升项目管理水平，为建筑行业的发展贡献更多的智慧与力量。基于本项目的经验，以下几方面的启示和建议值得未来类似工程参考：

（1）地质条件的全面勘察和分析：在项目开始前进行详尽的地质勘察是确保工程成功的关键。通过对土壤类型、地下水位和地质构造的全面分析，可以提前识别潜在的风险，为基坑支护和降排水的设计提供科学依据。

（2）综合技术应用的必要性：在复杂地质条件下，单一的技术方法难以应对多样化的挑战。本项目通过结合桩板墙支护、钢筋混凝土支撑、锚杆加固、轻型井点系统和深井排水等多种技术手段，成功解决了基坑支护与降排水的难题。这种综合技术应用的方式，能够有效应对复杂多变的现场条件，提高工程的安全性和稳定性。

（3）实时监测与动态调整：基坑施工过程中，地质条件和施工环境可能发生变化，因此需要进行实时监测，及时掌握基坑支护结构和地下水位的动态变化。通过实时监测数据的反馈，施工团队可以根据实际情况动态调整施工方案，避免突发事件对工程进度和安全造成影响。

（4）施工过程中的应急预案准备：复杂地质条件下，施工中不可避免地会遇到各种突发问题。因此，提前制定应急预案，并对施工人员进行相关培训，是确保施工安全的重要手段。本项目通过应急预案的制定和演练，成功应对了施工过程中出现的降水难题和基坑支护风险，保障了项目的顺利实施。

（5）多方协作与沟通协调：在大型复杂工程中，施工单位、设计单位、监理单位和建设单位之间的密切协作与有效沟通，是工程顺利推进的保障。在本项目中，各方通过定期的协调会议和现场督导，确保了施工方案的合理性和可操作性，解决了施工过程中出现的各种技术难题。

6.未来研究方向

尽管本研究成功总结了云南省国家中医药传承创新中心项目基坑支护与降排水技术的应用经验，但未来的研究仍有许多值得探索的领域。例如，如何在更为复杂的地质环境下优化基坑支护结构的设计，如何更好地控制基坑内的水位，以及如何进一步减少施工过程中对周边环境的影响，都是未来研究的重要方向。此外，随着建筑技术的发展，新材料和新工艺的应用也将为基坑支护和降排水技术带来新的机遇和挑战。综上所述，云南省国家中医药传承创新中心项目的基坑支护与降排水施工技术的应用研究，为今后类似复杂地质条件下的工程提供了宝贵的经验。通过合理的技术选择、严格的施工管理以及科学的监测与控制，可以有效克服复杂地质条件下的施工难题，确保工程质量和安全。