基坑支護施工中的安全監測預警技術研究與應用

【摘要】我國的基礎工程建設正在如火如荼地開展，基坑支護施工工程作為基礎工程施工中的關鍵環節，對基礎工程質量具有不可忽略的重要意義，基坑結構開挖的施工過程中，支護的安全有效性需要引起重點關注，如果缺乏安全有效的監測預警措施，則會存在施工安全隱患，因此，基坑支護施工中的安全檢測預警技術，有預防基坑支護體位移和變形的重要功用，要分析基坑支護施工中的安全監測預警技術原則及內容，推動基坑支護工程施工安全順利進行。

【關鍵詞】基坑支護；施工；安全監測；預警技術

在我國的城市建設中，高層建筑快速發展，地下空間的開發利用度也不斷擴大，這就使基礎工程施工建設中的涉及因素較多且存在不確定性，諸如：地下土體的性質、土體的荷載條件、施工作業環境等，因而，在基坑支護工程施工領域中，存在一定的安全隱患，需要采用施工安全監測預警技術，為基坑支護施工工程保駕護航。

一、基坑支護施工中的安全現狀分析

1.對基坑支護施工的重視度不足。在基坑支護施工過程中，存在施工環境較為復雜、施工作業環節較為繁雜的現象，一些管理者存在疏忽心理，對于基坑支護施工的安全，重視不足，沒有采用有效的安全監測體系和措施，從而使基坑支護施工存在安全隱患。

2.基坑支護結構的合理性欠缺。基坑支護工程要承擔較大的土體壓力，由于地質情況錯綜復雜，存在動態變化的特性，因而，難以準確計算出基坑支護結構所承載的土體壓力，在實際施工過程中的土體壓力與設計的壓力可能存在較大差異，這就使基坑支護施工存在安全隱患；還有在基坑支護施工中的噴錨網支護施工，極易遭遇軟土層、流砂等意外的、穩定性較差的狀況，也存在坍塌的安全隱患。

3.土體取樣不完整。基坑支護工程施工處于長期、動態的狀態，這就增大了基坑土體取樣的難度，需要考慮地下水等特殊地質環境以及土體開挖后的位移狀況，如果考慮欠周，缺乏應急措施應對，則會引發安全事故。

二、基坑支護施工中的安全監測預警技術綜述

在基坑支護施工工程之中，要采用先進的設備對基坑結構進行安全監測，安全監測的重點在于對基坑的位移狀況、沉降水平、應力效應、傾斜角度等參數進行監測，并分析基坑所處環境的地質巖土狀況，進行對比分析和計算，并對基坑支護施工中的動態變化進行預測，不斷地對支護參數進行優化，并對支護險情進行及時的預警，從而將安全隱患消滅在萌芽狀態。

基坑支護施工安全監測預警技術的應用原則，主要體現于以下幾個方面：

1.安全可靠性原則。基坑支護安全監測預警技術要使用安全可靠的設備，要采用電子測試儀器，并將其與機械式測試儀器相比較，使其處于良好的監測狀態。

2.全方位原則。在基坑支護安全監測技術中，要采用多層次、全方位的監測，不僅要采用電子測試儀器，還要進行針對性的巡檢，同時還要盡量采用機械式的監測儀器作為輔助，對基坑位移進行監測，還要對其他的物理量進行監測，要形成具有一定測點覆蓋率的監測網，從而實現多層次、全方位的監測。

3.重點監測關鍵區的原則。在基坑支護施工過程中，對于一些關鍵部位的支護監測，要進行重點監測和針對性的監測，從而提高監測的準確性。

4.經濟實用原則。基坑支護施工大多是臨時性工程，如果監測范圍較小，可以采用相對低廉的檢測儀器，以降低基坑支護施工工程的成本，同時，在進行基坑支護監測系統的安裝過程中，還要盡可能地實用和方便。

三、基坑支護施工中的安全監測預警技術的要求與應用

（一）基坑支護安全監測預警要求

1.安全要求。基坑支護安全監測預警技術要與監測對象的安全系統相吻合，監測預警技術的應用以不妨礙施工正常進行和影響周邊環境為前提。

2.施工技術要求。基坑支護安全監測預警技術要與現代科技水平相適應，并根據環境和條件的許可范圍來確定所使用的技術。

3.優先與特殊的要求。對于可以降低施工成本的安全監測預警技術，可以優先考慮，并對于有特殊要求的保護對象，要盡可能地滿足。

4.沉降要求。基坑支護安全監測預警技術的應用要綜合考慮環境的因素，諸如：地表角變位、地標水平應變等。

5.位移要求。在基坑支護安全監測預警技術中，要根據不同的位移情況，進行不同的監測技術應用。

（二）基坑支護施工安全監測預警技術的安全分析

1.支護位移

我國的諸多區域都將位移總量作為基坑支護施工變形的預警指標，不同的區域其預警指標不同。例如：上海區域將3cm作為一級支護的位移計算控制值；廣州地區則將不超過3cm或者地面最大沉降不超過2.5cm，作為一級基坑支護結構的指標。天津地區則要求10m內有管線或構筑物的支護結構的最大位移小于3～5cm，對沒有構筑物的支護結構的最大位移為15～20cm。

對于基坑支護施工周圍的構筑物也要加以安全保護，要根據保護對象的限度，擬定位移量，例如：北京地鐵隧道對此就做出規定，地鐵隧道周圍的基坑支護施工的位移限量應當控制在20mm之內。

2.支護傾斜

在基坑支護安全監測預警技術中，要控制開挖位移及深度之間的比例，不同地區有不同的安全監測預警指標：深圳地區的最大位移和開挖深度的比值為0.25%～2%；上海地區的最大位移與開挖深度的比值為0.6%～1.2%。在土釘墻支護施工過程中，基坑頂部側向位移與開挖深度的比值如果高于0.3%時，要加強監測，并采取必要的加固措施，對于支護結構的縱深彎矩發生明顯變化的狀況，要及時報警。

3.其他安全分析

對于基坑支護施工中的位移速率也要加以安全監測，對于短期內急劇提升位移速率的狀況，要提前預警。對基坑內部的降水水位也要加以安全監測，要將基坑內降水水位總體控制在1000mm之內，每天的降水水位要控制在500mm之內。還有由于立柱樁差異而導致的沉降或隆起狀況，也要進行安全監測，對于立柱樁差異而產生的沉降或隆起的安全監測，要總體控制在10mm之內。

結語：

總之，由于基坑支護施工會導致水平位移及豎向沉降、土體傾斜等狀況，因而，要構建完整而先進的安全監測預警技術體系，提前發現險情先兆，需關注各種地質環境因素，制定切實可行、安全可靠的基坑支護施工方案，全面分析地下水狀況、突發災害等情況，確保基坑支護施工的安全。

參考文獻：

[1]李世群.基坑監測系統的研究與實現[D].電子科技大學，2011.

[2]金鑫.基坑監測管理模型的研究與應用[D].東北石油大學，2011.