建筑工程施工过程中深基坑技术的应用要点探究
摘要
关键词
建筑工程施工过程;深基坑技术;应用要点
正文
引言
建筑工程中,深基坑技术是确保地下结构安全施工的核心环节,其应用需综合考虑地质条件、支护设计、降水措施及周边环境影响。随着城市地下空间开发需求增长,深基坑技术的精细化、智能化发展成为趋势。通过科学规划与严格管控,可有效规避坍塌、渗漏等风险,为高层建筑、地铁工程等提供坚实基础。
1建筑工程施工过程中深基坑技术的应用研究意义
在建筑工程领域,深基坑技术的应用研究具有重要的理论价值和实践意义。随着城市化进程加速,地下空间开发需求日益增长,高层建筑、地铁工程及地下综合体的建设对深基坑施工提出更高要求。深基坑技术的研究能够优化支护结构设计,提高基坑稳定性,有效控制土体变形,减少对周边环境的影响。通过分析不同地质条件下的施工参数,可制定合理的降水方案,降低地下水渗透风险,确保施工安全。该技术的深入研究有助于推动新材料、新工艺的应用,如预应力锚索、地下连续墙等先进支护方式的推广,提升工程效率并降低造价。结合信息化技术,如BIM建模与实时监测系统,可实现施工过程的动态管理,提前预警潜在风险,减少工程事故。深基坑技术的进步不仅能够缩短工期,提高资源利用率,还能促进绿色施工理念的落实,减少对周边建筑和环境的扰动。
2建筑工程施工过程中深基坑技术的应用要点
2.1支护结构选型与优化
在深基坑工程中,支护结构的选型与优化需综合考虑地质条件、开挖深度及周边环境等因素。排桩支护适用于一般土层,具有施工便捷、成本较低的特点,但需配合内支撑或锚索以增强整体稳定性;地下连续墙则因其刚度大、防渗性能优异,成为软土及高水位地层的首选方案,尽管造价较高,但其对周边土体的扰动较小。土钉墙与喷锚支护适用于自立性较好的土层,施工周期短,但对变形控制要求较高,需严格控制开挖步序。支护结构的优化需结合数值模拟与现场监测数据,通过有限元分析验证不同工况下的受力性能,动态调整设计参数。近年来,BIM技术的应用进一步提升了支护结构设计的协同性与可视化程度,通过三维建模可精准模拟基坑开挖过程中的应力分布与变形趋势,为支护方案的比选与优化提供科学依据。
2.2降水与地下水控制
深基坑工程中的地下水控制是确保施工安全的关键环节,需根据地层渗透特性采取针对性措施。管井降水适用于砂土或砾石层等高渗透性地层,通过多井点协同抽排可有效降低地下水位;对于粉质黏土等低渗透性地层,真空井点降水通过负压作用加速孔隙水排出,显著提升降水效率。当基坑周边存在敏感建筑物时,常采用高压旋喷桩或搅拌桩构筑截水帷幕,形成封闭止水体系以阻断地下水渗流路径。降水过程中需建立完善的水位监测系统,通过电子水位计实时采集数据,避免因过度抽水引发周边地面沉降。
2.3变形监测与信息化管理
深基坑工程的变形监测体系是保障施工安全的重要技术手段,需建立多参数、全过程的实时监控网络。采用高精度全站仪、测斜仪和应力传感器等设备,对支护结构水平位移、周边地表沉降、支撑轴力等关键指标进行动态采集。监测数据通过物联网平台实现即时传输,结合BIM模型进行三维可视化分析,可准确识别异常变形趋势。基于大数据分析技术建立的预警系统,能够根据预设阈值自动触发分级响应机制,必要时启动加固或回填等应急措施。现代监测技术已逐步向智能化方向发展,通过人工智能算法对历史数据进行深度学习,可预测基坑变形的发展规律,为施工决策提供科学依据。这种信息化管理模式不仅提高了监测效率,更实现了风险预控,有效降低了深基坑施工的安全隐患。
3建筑工程施工过程中深基坑技术的应用要点优化提升策略
3.1智能化监测与预警系统升级
深基坑工程的智能化监测体系正经历技术革新,多源异构传感器的集成应用显著提升了数据采集精度。采用分布式光纤传感技术可实现对支护结构应变场的连续监测,结合微机电系统(MEMS)惯性测量单元,能够捕捉毫米级的位移变化。5G通信技术的应用解决了传统监测系统数据传输延迟问题,确保监测数据的实时性。基于深度学习的异常检测算法通过分析历史监测数据建立预测模型,当监测值偏离预测区间时自动触发预警。数字孪生技术的引入构建了虚拟与现实交互的监测平台,通过三维可视化界面直观展示基坑变形发展趋势。北斗高精度定位系统与InSAR遥感监测相结合,形成了宏观与微观互补的立体监测网络。这种智能监测体系不仅提高了风险识别能力,更为施工方案的动态优化提供了数据支撑。
3.2绿色支护体系创新应用
当前深基坑支护技术正向环境友好型方向发展,可回收式支护构件得到广泛应用。预应力可拆卸锚杆通过特殊连接构造实现支护构件的循环利用,较传统支护方式减少60%以上的钢材消耗。生态混凝土支护结构掺入工业废渣和植物纤维,在保证强度的同时降低碳排放。生物工程技术在临时边坡支护中展现优势,采用植物根系与土工格栅的复合体系,既稳固土体又形成绿化景观。相变材料智能支撑系统通过温度感应自动调节刚度,有效应对季节性地下水位波动。纳米改性土体固化技术的应用提升了临时支护的耐久性,固化剂渗透深度可达传统工艺的3倍。这些创新技术显著降低了施工过程的环境影响,推动深基坑工程向可持续发展方向转型。
3.3数字施工与协同管理平台建设
现代深基坑工程正加速推进数字化转型,基于BIM技术的协同管理平台实现了全专业、全周期的数据贯通。该平台整合地质勘测数据、结构计算模型和施工进度计划,通过云端服务器实现多终端实时同步。物联网设备采集的施工机械运行参数、材料进场信息与质量检测报告自动关联至三维模型,形成完整的工程数字档案。智能算法对海量施工数据进行分析挖掘,自动识别各专业间的碰撞冲突,提前优化施工组织方案。移动巡检系统配备图像识别功能,现场质量问题拍照上传后自动匹配规范要求并生成整改通知。区块链存证技术确保关键验收记录不可篡改,质量责任可追溯至具体操作人员。虚拟现实技术应用于施工交底,作业人员通过VR设备沉浸式体验复杂节点施工流程。
结束语
综上所述,深基坑技术的合理应用是建筑工程质量与安全的重要保障。未来需进一步融合BIM、物联网等数字化手段,优化动态监测与风险预警体系,推动技术向绿色、高效方向升级。强化施工人员培训与规范操作,方能实现深基坑工程的经济性与可靠性双赢,为城市可持续发展提供支撑。
参考文献
[1]穆斌.建筑工程施工过程中深基坑技术的应用要点探究[J].陶瓷,2025,(02):189-191.
[2]张火军.建筑工程中深基坑支护施工技术的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(30):154-156.
[3]祁选英.建筑工程施工过程中深基坑技术的应用要点分析[J].中国建筑金属结构,2024,23(09):94-96.
[4]张维祥.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[C]//冶金工业教育资源开发中心.2024精益数字化创新大会平行专场会议——冶金工业专场会议论文集(上册).兰州黄河工程建设监理有限责任公司;,2024:11-15.
...