深基坑安全信息監測管理研究分析

李鹍鵬 王思維

摘? ? 要：本文介紹了深基坑施工特點、監測要求，從施工單位角度，分析和研究了安全監測預警管理系統，通過科學合理的監測手段和技術，及時發現有可能發生的危險，對工程的安全性做出判斷，并給出了安全管理措施，從而保證深基坑施工安全與穩定。

關鍵詞：深基坑;信息監測;安全管理

1? 引言

深基坑監測已經成為深基坑工程必不可少的重要環節，也是深基坑安全管理的重要手段。深基坑監測的范圍包括基坑支護和基坑周邊環境。通過科學合理的監測手段和技術，及時發現有可能發生的危險，對預知可能出現危險的情況及時報警，然后對工程的安全性做出判斷，以便及時采取措施，從而保證深基坑施工安全與穩定。

2? 深基坑工程特點

針對影響深基坑工程安全與穩定的影響因素進行分析，畫出因果分析圖。地質條件與勘察、支護結構選型設計、工程施工質量、外部環境、監測數據管理都會對深基坑安全產生影響。

地質條件的復雜和勘察資料的誤差，使得土力學中的強度、變形、滲流3個基坑課題綜合發揮作用，無法造成基坑安全隱患;支護結構選型設計一旦強度和剛度不足，將導致支護樁傾斜，甚至坍塌等嚴重事故;在施工過程中，交叉作業較多，坑內作業面狹小，一旦出現支撐架設不及時、坑邊荷載超限等，都將威脅基坑安全;基坑失穩將對外部環境如臨近建筑物、市政道路等產生嚴重后果，同時外部環境的變化也將影響基坑安全，如惡劣天氣等;監測數據是判斷基坑是否安全，是否需要采取應急措施的重要依據，只有全面及時準確的監測，才能提出合理的施工改進措施。

3? 深基坑監測的內容

基坑監測的內容為兩個方面，基坑及結構的安全穩定和環境安全（施工對周邊環境的影響）。在基坑開挖的過程中存在時空效應規律，也就是每步開挖尺寸和支撐暴露時間與圍護結構、土體變化有較強的關聯性。基坑圍護結構監測包括：地表沉降、圍護結構頂部沉降、水平位移、側向位移、支撐軸力、坑外水位、基底回彈監測、中間樁柱豎向位移監測等。周邊環境監測包括周圍建筑物傾斜率，管線沉降監測等。

4? 深基坑監測的方法

4.1? 周邊地表沉降監測

監測目的：地表沉降也稱為地面下沉或地面塌陷，是在生產互動影響下，由于地下松散地層固結壓縮，導致地表標高降低的一種局部下降運動。地表沉降過大會造成地下結構的毀壞，不及時控制，將危害結構安全。監測方法：對原有的地表裂縫進行巡查登記，并拍照記錄。對新發現的裂縫及時采用裂縫觀測儀觀測地表沉降監測初始值在地連墻施工前7天采取，墻頂沉降初始值在基坑降水前7天采取，初始值取用3次監測結果的平均值。

4.2? 立柱沉降監測

監測目的：立柱沉降直接反映支撐的位移，會對支撐引起附加彎矩。在基坑開挖過程中，因為土體的隆起會引起立柱的抬升，或者因為上部荷載產生沉降，而這種變化值很難準確計算，通過監測，分析變形，指導施工。監測點布設：根據設計圖紙要求，應選取具有代表性的立柱布點，如果第一道支撐是鋼筋混凝土支撐，那么在立柱與支撐梁對應的頂部布點。監測方法：同圍護結構豎向位移監測的監測方法。初始值在基坑降水前7天采取，初始值采用3次成果的平均值。

4.3? 坑外地下水位觀測

監測目的：在基坑開挖施工中，為便于土方開挖和土渣運輸，必須保持基坑內土體相對干燥，這就要求將坑內疏干井降至一定水位。為使周邊環境處于相對穩定可控狀態，需加強對基坑外地下水位的動態觀測和分析，因為分析坑內、外地下水具有通聯性，一方面的異常也是預警的信號。通過監測的地下水位變化，可以預測水位變化趨勢，從而推斷圍護結構隱蔽缺陷的位置。監測方法：基坑降水前觀測各井的井口標高和水位深度，得出水位標高，降水井運行后每口井的水位標高與初始水位標高之差就是水位變化累計值。初始值在基坑降水前7天采取，初始值采用3次成果的平均值。

4.4? 混凝土支撐與鋼支撐軸力監測

監測目的：支撐基本上承受壓力，存在偏心荷載和橫向力，支撐的彎曲變形或側向變形過大可能引起支撐失穩。并且支撐軸力的數值是理論值，實際上受溫度、施工偏差等影響，在計算中難以精確分析，通過監測能了解支撐實際的受力狀況。監測點布設：根據設計圖紙要求，每層支撐設置混凝土支撐軸力測點，每組在混凝土支撐長度1/3部位安裝應力計。每道支撐的監測位置保持一致。采用軸力計對鋼支撐進行監測，軸力計量程應大于設計軸力的2倍。監測方法：混凝土支撐軸力的監測元器件是鋼筋計。埋設方法為，將鋼筋計與支撐縱向主筋對接，均勻放置在支撐斷面上。在混凝土支撐梁鋼筋綁扎過程中，將鋼筋計與主筋焊接牢固，使之均勻受力。通過計算混凝土支撐梁截面的受力大小，推算支撐端部的受力，從而反映出支撐受力的變化情況。鋼筋計是屬于易破壞點，要保護好鋼筋計的引出電纜線。在混凝土支撐里面安裝鋼筋計，測定支撐受到外力作用后的形變值。這種形變，再由頻率儀推算出支撐軸力的變化情況。基坑開挖前，混凝土強度達到設計要求后測得穩定值才能作為計算軸力變化的初始值。

5? 深基坑預警管理

隨著基坑的開挖，開挖前土體的平衡狀態被打破，基坑內外因著壓力的改變，會引起支護結構變形，受這種影響，支護結構剛度、基坑的土質、開挖方案、周邊環境這些影響因素，都在不斷變化過程中。基坑開周邊會發生不均勻沉降，離基坑越近，沉降量越大。嚴重的基坑變形會造成基坑周邊建筑物、地下管線支護結構的破壞，只有通過監測預警，及時發現基坑工程變化的前兆，決定是否采取相關措施，來避免重大事故。

對每個監測數據不管是變化值還是變化速率的異常都應該重視，在項目施工單位形成研究與分析機制，力爭對數值變化做出準確分析判斷;當接近預警值時，應迅速反應，必要時聯合監理、設計、業主及有關專家進行綜合判斷。根據數值變化與控制值的比較，判定預警狀態及級別。

6? 深基坑監測與安全管理

安全管理不應僅停留在對不安全行為的糾正、對人員安全教育上，應由安全管理的初級階段上升到本著以人為本、重點研究本質安全理念，依靠制定安全可靠的措施，并確保得到有效落實和執行，來防止安全事故的發生。企業生產管理追求全面質量管理，安全管理在理念上與全面質量管理理念是一致的，以質量保證安全，加強過程控制，做好應急預案及應急演練。

監測作為保障深基坑安全的重要手段，通過使用科學儀器設備與手段對深基坑支護結構和周邊環境進行監測，包括位移、變形、傾斜、沉降、隆起、水位變化等。由此保障深基坑安全，避免安全事故的發生。因此也要求建立及時而精準的監測系統，實現動態施工，動態安全管理。下文從“人、機、料、法、環”五方面來分析監測對深基坑安全的影響。

7? 結論

施工單位應該根據監測數據及時調整施工工藝和施工參數，以實現信息化施工，能夠確保深基坑的安全和質量。另一方面，設計人員可以通過實測結果的信息反饋來優化基坑設計，使基坑支護選型與設計安全經濟。通過對監測數據的分析，及時對可能發生的基坑內或外部風險及時報警，以便采取措施，使基坑施工最大可能地處于安全經濟的狀態下進行。

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作者簡介：

李鹍鵬（1984—），男，畢業于武漢工程大學，本科，工程師，研究方向：建筑工程。