基坑支护施工中的安全监测预警技术研究与应用

2016-02-16王湧浙江省有色金属地质勘查局浙江绍兴312000

中国房地产业 2016年17期

文/ 王湧　浙江省有色金属地质勘查局　浙江绍兴　312000

文/ 王湧浙江省有色金属地质勘查局浙江绍兴312000

我国的基础工程建设正在如火如荼地开展，基坑支护施工工程作为基础工程施工中的关键环节，对基础工程质量具有不可忽略的重要意义，基坑结构开挖的施工过程中，支护的安全有效性需要引起重点关注，如果缺乏安全有效的监测预警措施，则会存在施工安全隐患，因此，基坑支护施工中的安全检测预警技术，有预防基坑支护体位移和变形的重要功用，要分析基坑支护施工中的安全监测预警技术原则及内容，推动基坑支护工程施工安全顺利进行。

基坑支护；施工；安全监测；预警技术

在我国的城市建设中，高层建筑快速发展，地下空间的开发利用度也不断扩大，这就使基础工程施工建设中的涉及因素较多且存在不确定性，诸如：地下土体的性质、土体的荷载条件、施工作业环境等，因而，在基坑支护工程施工领域中，存在一定的安全隐患，需要采用施工安全监测预警技术，为基坑支护施工工程保驾护航。

一、基坑支护施工中的安全现状分析

1.对基坑支护施工的重视度不足。在基坑支护施工过程中，存在施工环境较为复杂、施工作业环节较为繁杂的现象，一些管理者存在疏忽心理，对于基坑支护施工的安全，重视不足，没有采用有效的安全监测体系和措施，从而使基坑支护施工存在安全隐患。

2.基坑支护结构的合理性欠缺。基坑支护工程要承担较大的土体压力，由于地质情况错综复杂，存在动态变化的特性，因而，难以准确计算出基坑支护结构所承载的土体压力，在实际施工过程中的土体压力与设计的压力可能存在较大差异，这就使基坑支护施工存在安全隐患；还有在基坑支护施工中的喷锚网支护施工，极易遭遇软土层、流砂等意外的、稳定性较差的状况，也存在坍塌的安全隐患。

3.土体取样不完整。基坑支护工程施工处于长期、动态的状态，这就增大了基坑土体取样的难度，需要考虑地下水等特殊地质环境以及土体开挖后的位移状况，如果考虑欠周，缺乏应急措施应对，则会引发安全事故。

二、基坑支护施工中的安全监测预警技术综述

在基坑支护施工工程之中，要采用先进的设备对基坑结构进行安全监测，安全监测的重点在于对基坑的位移状况、沉降水平、应力效应、倾斜角度等参数进行监测，并分析基坑所处环境的地质岩土状况，进行对比分析和计算，并对基坑支护施工中的动态变化进行预测，不断地对支护参数进行优化，并对支护险情进行及时的预警，从而将安全隐患消灭在萌芽状态。

基坑支护施工安全监测预警技术的应用原则，主要体现于以下几个方面：

1.安全可靠性原则。基坑支护安全监测预警技术要使用安全可靠的设备，要采用电子测试仪器，并将其与机械式测试仪器相比较，使其处于良好的监测状态。

2.全方位原则。在基坑支护安全监测技术中，要采用多层次、全方位的监测，不仅要采用电子测试仪器，还要进行针对性的巡检，同时还要尽量采用机械式的监测仪器作为辅助，对基坑位移进行监测，还要对其他的物理量进行监测，要形成具有一定测点覆盖率的监测网，从而实现多层次、全方位的监测。

3.重点监测关键区的原则。在基坑支护施工过程中，对于一些关键部位的支护监测，要进行重点监测和针对性的监测，从而提高监测的准确性。

4.经济实用原则。基坑支护施工大多是临时性工程，如果监测范围较小，可以采用相对低廉的检测仪器，以降低基坑支护施工工程的成本，同时，在进行基坑支护监测系统的安装过程中，还要尽可能地实用和方便。

三、基坑支护施工中的安全监测预警技术的要求与应用

（一）基坑支护安全监测预警要求

1.安全要求。基坑支护安全监测预警技术要与监测对象的安全系统相吻合，监测预警技术的应用以不妨碍施工正常进行和影响周边环境为前提。

2.施工技术要求。基坑支护安全监测预警技术要与现代科技水平相适应，并根据环境和条件的许可范围来确定所使用的技术。

3.优先与特殊的要求。对于可以降低施工成本的安全监测预警技术，可以优先考虑，并对于有特殊要求的保护对象，要尽可能地满足。

4.沉降要求。基坑支护安全监测预警技术的应用要综合考虑环境的因素，诸如：地表角变位、地标水平应变等。

5.位移要求。在基坑支护安全监测预警技术中，要根据不同的位移情况，进行不同的监测技术应用。

（二）基坑支护施工安全监测预警技术的安全分析

1.支护位移

我国的诸多区域都将位移总量作为基坑支护施工变形的预警指标，不同的区域其预警指标不同。例如：上海区域将3cm作为一级支护的位移计算控制值；广州地区则将不超过3cm或者地面最大沉降不超过2.5cm，作为一级基坑支护结构的指标。天津地区则要求10m内有管线或构筑物的支护结构的最大位移小于3～5cm，对没有构筑物的支护结构的最大位移为15～20cm。

对于基坑支护施工周围的构筑物也要加以安全保护，要根据保护对象的限度，拟定位移量，例如：北京地铁隧道对此就做出规定，地铁隧道周围的基坑支护施工的位移限量应当控制在20mm之内。

2.支护倾斜

在基坑支护安全监测预警技术中，要控制开挖位移及深度之间的比例，不同地区有不同的安全监测预警指标：深圳地区的最大位移和开挖深度的比值为0.25%～2%；上海地区的最大位移与开挖深度的比值为0.6%～1.2%。在土钉墙支护施工过程中，基坑顶部侧向位移与开挖深度的比值如果高于0.3%时，要加强监测，并采取必要的加固措施，对于支护结构的纵深弯矩发生明显变化的状况，要及时报警。

3.其他安全分析

对于基坑支护施工中的位移速率也要加以安全监测，对于短期内急剧提升位移速率的状况，要提前预警。对基坑内部的降水水位也要加以安全监测，要将基坑内降水水位总体控制在1000mm之内，每天的降水水位要控制在500mm之内。还有由于立柱桩差异而导致的沉降或隆起状况，也要进行安全监测，对于立柱桩差异而产生的沉降或隆起的安全监测，要总体控制在10mm之内。