深基坑安全信息监测管理研究分析

李鹍鹏 王思维

摘    要：本文介绍了深基坑施工特点、监测要求，从施工单位角度，分析和研究了安全监测预警管理系统，通过科学合理的监测手段和技术，及时发现有可能发生的危险，对工程的安全性做出判断，并给出了安全管理措施，从而保证深基坑施工安全与稳定。

关键词：深基坑;信息监测;安全管理

1  引言

深基坑监测已经成为深基坑工程必不可少的重要环节，也是深基坑安全管理的重要手段。深基坑监测的范围包括基坑支护和基坑周边环境。通过科学合理的监测手段和技术，及时发现有可能发生的危险，对预知可能出现危险的情况及时报警，然后对工程的安全性做出判断，以便及时采取措施，从而保证深基坑施工安全与稳定。

2  深基坑工程特点

针对影响深基坑工程安全与稳定的影响因素进行分析，画出因果分析图。地质条件与勘察、支护结构选型设计、工程施工质量、外部环境、监测数据管理都会对深基坑安全产生影响。

地质条件的复杂和勘察资料的误差，使得土力学中的强度、变形、渗流3个基坑课题综合发挥作用，无法造成基坑安全隐患;支护结构选型设计一旦强度和刚度不足，将导致支护桩倾斜，甚至坍塌等严重事故;在施工过程中，交叉作业较多，坑内作业面狭小，一旦出现支撑架设不及时、坑边荷载超限等，都将威胁基坑安全;基坑失稳将对外部环境如临近建筑物、市政道路等产生严重后果，同时外部环境的变化也将影响基坑安全，如恶劣天气等;监测数据是判断基坑是否安全，是否需要采取应急措施的重要依据，只有全面及时准确的监测，才能提出合理的施工改进措施。

3  深基坑监测的内容

基坑监测的内容为两个方面，基坑及结构的安全稳定和环境安全（施工对周边环境的影响）。在基坑开挖的过程中存在时空效应规律，也就是每步开挖尺寸和支撑暴露时间与围护结构、土体变化有较强的关联性。基坑围护结构监测包括：地表沉降、围护结构顶部沉降、水平位移、侧向位移、支撑轴力、坑外水位、基底回弹监测、中间桩柱竖向位移监测等。周边环境监测包括周围建筑物倾斜率，管线沉降监测等。

4  深基坑监测的方法

4.1  周边地表沉降监测

监测目的：地表沉降也称为地面下沉或地面塌陷，是在生产互动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地表标高降低的一种局部下降运动。地表沉降过大会造成地下结构的毁坏，不及时控制，将危害结构安全。监测方法：对原有的地表裂缝进行巡查登记，并拍照记录。对新发现的裂缝及时采用裂缝观测仪观测地表沉降监测初始值在地连墙施工前7天采取，墙顶沉降初始值在基坑降水前7天采取，初始值取用3次监测结果的平均值。

4.2  立柱沉降监测

监测目的：立柱沉降直接反映支撑的位移，会对支撑引起附加弯矩。在基坑开挖过程中，因为土体的隆起会引起立柱的抬升，或者因为上部荷载产生沉降，而这种变化值很难准确计算，通过监测，分析变形，指导施工。监测点布设：根据设计图纸要求，应选取具有代表性的立柱布点，如果第一道支撑是钢筋混凝土支撑，那么在立柱与支撑梁对应的顶部布点。监测方法：同围护结构竖向位移监测的监测方法。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  坑外地下水位观测

监测目的：在基坑开挖施工中，为便于土方开挖和土渣运输，必须保持基坑内土体相对干燥，这就要求将坑内疏干井降至一定水位。为使周边环境处于相对稳定可控状态，需加强对基坑外地下水位的动态观测和分析，因为分析坑内、外地下水具有通联性，一方面的异常也是预警的信号。通过监测的地下水位变化，可以预测水位变化趋势，从而推断围护结构隐蔽缺陷的位置。监测方法：基坑降水前观测各井的井口标高和水位深度，得出水位标高，降水井运行后每口井的水位标高与初始水位标高之差就是水位变化累计值。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  混凝土支撑与钢支撑轴力监测

监测目的：支撑基本上承受压力，存在偏心荷载和横向力，支撑的弯曲变形或侧向变形过大可能引起支撑失稳。并且支撑轴力的数值是理论值，实际上受温度、施工偏差等影响，在计算中难以精确分析，通过监测能了解支撑实际的受力状况。监测点布设：根据设计图纸要求，每层支撑设置混凝土支撑轴力测点，每组在混凝土支撑长度1/3部位安装应力计。每道支撑的监测位置保持一致。采用轴力计对钢支撑进行监测，轴力计量程应大于设计轴力的2倍。监测方法：混凝土支撑轴力的监测元器件是钢筋计。埋设方法为，将钢筋计与支撑纵向主筋对接，均匀放置在支撑断面上。在混凝土支撑梁钢筋绑扎过程中，将钢筋计与主筋焊接牢固，使之均匀受力。通过计算混凝土支撑梁截面的受力大小，推算支撑端部的受力，从而反映出支撑受力的变化情况。钢筋计是属于易破坏点，要保护好钢筋计的引出电缆线。在混凝土支撑里面安装钢筋计，测定支撑受到外力作用后的形变值。这种形变，再由频率仪推算出支撑轴力的变化情况。基坑开挖前，混凝土强度达到设计要求后测得稳定值才能作为计算轴力变化的初始值。

5  深基坑预警管理

随着基坑的开挖，开挖前土体的平衡状态被打破，基坑內外因着压力的改变，会引起支护结构变形，受这种影响，支护结构刚度、基坑的土质、开挖方案、周边环境这些影响因素，都在不断变化过程中。基坑开周边会发生不均匀沉降，离基坑越近，沉降量越大。严重的基坑变形会造成基坑周边建筑物、地下管线支护结构的破坏，只有通过监测预警，及时发现基坑工程变化的前兆，决定是否采取相关措施，来避免重大事故。

对每个监测数据不管是变化值还是变化速率的异常都应该重视，在项目施工单位形成研究与分析机制，力争对数值变化做出准确分析判断;当接近预警值时，应迅速反应，必要时联合监理、设计、业主及有关专家进行综合判断。根据数值变化与控制值的比较，判定预警状态及级别。

6  深基坑监测与安全管理

安全管理不应仅停留在对不安全行为的纠正、对人员安全教育上，应由安全管理的初级阶段上升到本着以人为本、重点研究本质安全理念，依靠制定安全可靠的措施，并确保得到有效落实和执行，来防止安全事故的发生。企业生产管理追求全面质量管理，安全管理在理念上与全面质量管理理念是一致的，以质量保证安全，加强过程控制，做好应急预案及应急演练。

监测作为保障深基坑安全的重要手段，通过使用科学仪器设备与手段对深基坑支护结构和周边环境进行监测，包括位移、变形、倾斜、沉降、隆起、水位变化等。由此保障深基坑安全，避免安全事故的发生。因此也要求建立及时而精准的监测系统，实现动态施工，动态安全管理。下文从“人、机、料、法、环”五方面来分析监测对深基坑安全的影响。

7  结论

施工单位应该根据监测数据及时调整施工工艺和施工参数，以实现信息化施工，能够确保深基坑的安全和质量。另一方面，设计人员可以通过实测结果的信息反馈来优化基坑设计，使基坑支护选型与设计安全经济。通过对监测数据的分析，及时对可能发生的基坑内或外部风险及时报警，以便采取措施，使基坑施工最大可能地处于安全经济的状态下进行。

参考文献：

[1] 柏广伟.简析地铁施工现场安全监控系统[J].现代城市轨道交通，2012（2）：68～70.

[2] 黄银洲.信息化监测在深基坑工程安全管理中的应用研究[J].山西建筑，2010（3）：87～88.

[3] 陈平辉，程玉果.深基坑工程建设的风险识别与预控[J].福建建设科技，2013（4）：12～14.

作者简介：

李鹍鹏（1984—），男，毕业于武汉工程大学，本科，工程师，研究方向：建筑工程。