基坑監測工作中安全控制要點分析

閆曉璞

（晉城市規劃設計研究院勘察測繪分院，山西 晉城 048000）

1 時代背景

隨著城市建設的發展，近些年一些建筑物都對地下空間進行了不同用途的開發利用，如高層建筑多層地下室、地鐵、地下管廊等，基坑施工面臨很多問題，如：周邊建筑密集、地下管線密集、地質條件差（地下水位高、土體松散等）。基礎工程施工過程中的打樁、降水、強夯、開挖都有可能引發基坑事故，基坑側壁坍塌、周圍建筑物倒塌、管線破裂等事故屢有發生，這些事故都造成了巨大的財產損失甚至人員傷亡。

2 行業現狀

目前，國內絕大多數深基坑工程都進行了監測，但是，多數監測單位只重視標志埋設、數據采集，輕視數據分析和反饋，僅僅滿足于收集資料和提交數據、報表，判斷是否超過控制值以報警，不能結合施工情況、天氣環境和地質情況對監測工作進行調整，不能有針對性地對基坑工程中較危險部位進行重點監測，導致花費大量人力、物力進行的監測工作不能真正發揮優化設計、及時反饋指導施工和保障基坑安全的作用。

3 基坑監測的意義

不同區域的基坑其工程條件具有很大的差異，即使同一地區的基坑因周邊環境不同，其施工設計差異也很大，經驗設計使得基坑部分區域設計偏于保守，造成材料浪費、投資增加、工期延長；部分區域設計強度不夠，存在安全隱患，極易誘發工程事故。據筆者了解，目前國際上關于基坑施工變形的力學機理并沒有完全弄清楚，基坑設計以經驗設計為主、監測優化為輔。所以，變形監測在基坑工程安全和成本控制上的作用至關重要。

4 案例

現以筆者全程參與的晉城華誼兄弟星劇場深基坑工程為例，結合實踐經驗，參照相關規范和文獻，對基坑監測要點進行論述，總結基坑監測中安全控制的要點和注意事項。

項目簡介：本項目系2019 年山西省重點工程，位于晉城市城區書院街北部，古書院、礦醫院西側，緊鄰古閆路。基坑東西長約290m，南北長約130m；基坑開挖深度為7.0～12.5m。基坑東側和南側為礦區現狀道路。基坑側壁安全等級東側、東北側、東南側均為一級、其余為二級。

設計并不算十分復雜，都是復合土釘墻支護，除東側、東南側、東北側總長度占比不到1/3 的邊坡為預應力錨索外，其余2/3 均為無預應力錨桿。西側場地最為寬敞，挖深較小（7.0m），周邊無重要建（構）筑物，從設計圖上看是最安全的區域；東北側除挖深較大（12.5m）外，坑頂還堆載約20m 高的堆土，雨季水分還可通過堆土下滲入基坑側壁土體，給基坑安全帶來很大隱患。

項目于2019 年4 月份開始支護施工，最早施工的區域為西側和南側；同時進行進場測量，經與設計方和施工方溝通，了解到基坑西側大片空地處原為“古礦”澡堂，現場可見大面積的地面硬化，隨著基坑開挖也可見到深處的鋼筋混凝土基礎和基礎下面的毛石混凝土。場地寬敞、挖深小、土層深處的毛石混凝土也起著支護作用，故西側是設計方和施工方最放心的區域【1】。

4.1 事件一

2019 年4 月下旬，西側基坑已挖深6.0m，在1 次測量后，勘察者發現了基坑西北側逾80m 邊坡位移超過預警值，位移速率已達到20mm/d，當即通知了各參建方【2】。也迅速啟動應急預案，加大監測頻率，第2 天到現場肉眼巡視未發現異常，但測量數據顯示位移速率比前一天變大了，達到了25mm/d，隨后3d 都是如此，由于第2 天發生了一起基坑側壁滲流事故，并查明了原因：西側垂直于邊坡有一原排水溝漏水，排水溝一頭為自來水龍頭、一頭為基坑側壁（已被噴網封堵，恰為位移最大處），一工人用水后忘關水龍頭，導致大量水就沿管溝、滲過支護層、形成水流排入基坑。施工方隨即在水龍頭處采取了截留措施，在基坑側壁滲流處采取了加固支護措施，大家都認為變形原因已找到、危險已排除。但在第5 天時，勘察人員在西側坑頂地表發現大量裂縫，基坑有可能隨時坍塌，勘察人員已不能再進入危險區域測量。

隨后幾日，由于一直找不到變形原因，施工方對西側進行了大放坡開挖卸荷措施，坡度一度達到了1∶1.5，并在3.5m 深處設置了1.5m 寬的平臺，對地表裂縫進行了處理。在經過一番處理后，建設方現場負責人也很放心了，甚至口頭對勘察負責人說：“西側沒事了，你們不用測了，別白費力”。但為了安全起見，勘察還是正常監測了，監測數據顯示，西側位移還是在急劇變大，直至第15 天，基坑西側北部約120m 的側壁平均累計位移量已達到80cm，地表也突然出現了2～5cm 寬的、沿基坑側壁南北向連續的裂縫，肉眼看下去深約2m，裂縫深處的“混凝土底板”清晰可見，更靠西的地表土出現了局部隆起現象。這次建設方請來了多位巖土專家，進行了現場勘查和討論，最后一致認定是原古礦澡堂地面下敷設的排水溝坍塌造成的基坑側壁土體位移。由于現場管控不嚴，重型的施工車輛經常駛入材料堆放區，抄近路行駛，導致下面的管溝被壓塌，坍塌后的管溝在重壓下，擠壓著土體向左右兩側位移，造成了地面隆起和基坑側壁土體的位移。管溝位于地表0.5m 以下，斷面尺寸約為2m×2m。

處理措施：挖掉管溝、好土回填、壓實、硬化。

隨后監測數據一切正常，這證明了此次處理措施是得當的。這里說明一點：重車壓塌管溝，造成基坑側壁位移，此觀點是勘察測量人員最早發現并提出的【3】。

4.2 事件二

2019 年6 月份連續降雨數日后，基坑北側邊坡中部約50m 區域發生了坍塌。由于事故發生在夜間，沒造成人員傷亡和其他財產損失。此處也是雨季來臨時各參建方最為擔心的區域，原因是此處離堆土很近，雨水通過堆土下滲，極易造成基坑邊坡土體強度降低而引發坍塌事故。在坍塌前，勘察人員一直按時觀測，第一時間給建設方發送數據，監測數據一切正常、毫無坍塌征兆。此次坍塌原因最終鎖定為此處基坑底排水沒做好，造成坡腳土體坍塌，引發邊坡坍塌。此事故告誡人們2點：（1）基坑變形數據就算一切正常也一定要第一時間發送數據，起到“哨兵”的作用，否則，一旦發生事故則是要擔責的。（2）基坑監測僅進行基坑邊坡頂部土體的位移監測是不夠的。

4.3 事件三

基坑東部，側壁安全等級為一級的區域是最后進行支護施工的，此區域監測在進行土體位移監測的基礎上增加了錨索軸力監測。此處挖深大、有堆土荷載、離場地外道路近，各參建方最為重視。設計時也相對保守，設計由2 家單位完成，其中一家設計的排樁和錨索復合土釘墻支護，由于成本過高，建設方沒有選擇此方案。測量人員也嚴格按照方案進行了監測并和施工方設計方溝通，在施工特殊環節上適當增加了觀測次數。挖深至10.0m 時，到了最后一排錨索施工時，平均累計位移量3mm，錨索軸力數據一直穩定在160kN 左右（設計值為150kN），數據上顯示基坑支護的效果很好，邊坡很穩定。為節省成本和考慮工期需要，由施工方提出、經設計方驗算，取消第3 排預應力錨索，換成錨桿后依然能驗算通過，最終決定取消此排預應力錨索施工，減少了成本，節約了工期。

5 結語

歸納起來，安全控制要點如下：

1）基本要求：嚴格按測量規范作業，保證監測數據的可靠。

2）做好現場巡視檢查，對地表裂縫、土體隆起、坡腳受雨水浸泡等要特別關注。

3）監測方、施工方、設計方遇事要及時溝通交流，監測方要特別注意挖土前后和下雨前后的監測。

4）要多注意坑頂有固定堆載的區域和動荷載的區域。

5）監測數據是評估基坑穩定與否的重要依據，要實時給予匯報。