建筑工程深基坑監測常見問題分析及對策

左志強

中大檢測（湖南）股份有限公司 湖南長沙 410000

在國家城鎮化進程加快背景下，土地資源的珍貴和緊缺，推動建筑地下空間得到了更為高效開發利用。但大量建筑地下空間利用也導致深基坑坍塌事故成為滋生建筑安全事故的主要因素之一。深基坑監測工作是保障建筑基坑施工的重要工作，主要是對基坑內外部環境進行監視和測量。在深基坑設計、施工和建設過程中，必須強化現場監測，以獲取的動態數據信息對基坑進一步優化施工提供科學依據。本文對深基坑監測的必要性進行分析，研究了目前深基坑監測中常見問題的表現，提出了具有針對性的解決方案和對策。

1 深基坑監測概述

1.1 深基坑監測的必要性

在深基坑施工過程中，施工情況和設計預估之間往往存在一些差距，實際工程建設中的工作狀態和設計預計的情況往往不盡相同，有時候這種突出的差異會直接影響到深基坑的正常施工建設。差異主要體現在：深基坑所在區域地層雖然經過前期勘察，但地層還會有變異性和離散性，勘察數據往往難以全面掌握土層的整體情況。深基坑設計中對基坑支護結構的變形預估，是基于勘察土層數據和支護結構來進行模擬計算，選用參數往往和實際情況有著一定的誤差。深基坑在開挖和施工建設過程中，土層開挖的標高、支護體系的拆除、受力情況等會受到施工過程中地面載荷變化、開挖深度和長度增加等多種因素影響，導致深基坑的結構載荷和影響后果難以預計。這些情況都說明，在深基坑建設過程中，必須通過現場監測來對基坑結構可能出現的動態變化進行實時監測，以獲取的第一手資料來進行深基坑建設方案的優化調整，才能有效保證深基坑的安全可靠施工。深基坑監測是建筑安全施工的保障，必須嚴格執行現場監測的標準，采用專業儀器設備，不斷提高現場監測的有效性和準確性[1]。

1.2 深基坑監測的目的

深基坑現場監測工作的主要任務是：第一，及時為深基坑施工提供反饋動態信息。深基坑現場監數據的分析結果，是指導施工過程的重要指標，是現場施工管理人員和施工技術人員判斷深基坑施工工程是否安全的重要依據。第二，是深基坑設計和施工的重要補充手段。在深基坑設計方案中，很多施工計算對現場實際條件和環境估計不足，對各種復雜因素造成的影響沒有充分考慮。在現場監測采集到的數據結果出來后，設計人員可以此進行設計方案的局部優化修改。深基坑工程建設中，必須將現場監測信息作為設計依據，將前期設計和后期設計結合起來，才能有效提高深基坑設計質量。施工單位需要結合監測結果對基坑開挖方案進行優化和調整，以保證開挖的安全可靠，順利施工。第三，保證深基坑支護結構和周邊建筑的安全。通過對深基坑支護結構和周邊建筑進行系統化全面監測，才能準確掌握深基坑施工過程對基坑內外部環境帶來的影響，對異常情況變化及時發現，是采取工程應急措施的參考，也是調整后續施工工藝措施的重要依據。第四，提高深基坑工程設計施工水平。深基坑現場監測不僅能保證當次基坑建設工程安全，采集的數據和分析結果，也為后續深基坑施工積累了經驗數據，對其他深基坑施工建設有良好的借鑒價值[2]。

2 深基坑監測類別及其工作內容

2.1 深基坑周圍環境監測

一是對深基坑附近道路建筑等的沉降監測技術。在進行深基坑開挖時，必須對深基坑施工現場附近的道路和建筑沉降情況進行監測掌握。監測工作開展時先在位于深基坑影響范圍之外的建筑物上建立基準點，之后在深基坑影響范圍之內的建筑物上建立監測點，利用精密水準儀對深基坑影響范圍內的建筑、管道等進行沉降監測。

二是對深基坑側邊土體深層水平豎向位移監測技術。該技術是利用測斜儀、磁環沉降檢測尺進行監測，通過預埋分層沉降傳感器與測斜管到需要監測的深基坑側邊土體中，掌握土體深層沉降和位移情況，及時發現深基坑側面土體的不穩定情況，避免滑坡事故的發生。

三是對深基坑地下水位的監測技術。深基坑開挖過程中需要對基坑做降水處理所以必須使用水位檢測尺對基坑周邊地下水位進行監測。避免基坑隔水帷幕滲漏水土流失造成周邊建筑物出現不均勻沉降或者裂縫、基坑支護結構失穩。

2.2 深基坑支護結構監測

一是支護結構應力應變監測技術。該技術利用鋼筋計、軸力計等傳感器對支護結構應力應變進行監測，采用將測量結果和設計應力標準對比分析的方法來確定深基坑支護結構和支撐結構中樁、支撐等主要部位的應力變化狀態，避免深基坑支護結構出現不穩固的情況。

二是深基坑墻頂位移監測技術。采用水準儀、全站儀等儀器設備，在深基坑墻頂設立若干監測點，根據墻頂水平豎向位移監測數據判斷圍護結構穩定狀況。

三是支護結構深層水平位移監測技術。該技術是通過在支護樁內預埋測斜管，利用測斜儀對支護結構深層水平位移進行監測，及時發現支護結構不穩定情況，避免基坑事故的發生。

四是深基坑孔隙水壓力、土壓力監測技術。采用專業壓力監測設備，利用傳感器來接受深基坑孔隙水壓力和土壓力的變化數據。

五是對深基坑裂縫的監測技術。采用裂縫觀測儀、游標卡尺對已經出現的深基坑裂縫進行監測，是及時預防和發現深基坑安全事故的重要措施。

3 建筑工程深基坑監測常見問題分析

深基坑監測技術是伴隨建筑地下空間的利用而受到更大的關注和重視。監測技術和國外發達國家相比還存在一些差距，現階段建筑工程深基坑監測技術常見的問題主要表現為：

3.1 監測技術影響監測結果的問題

雖然國內深基坑現場監測技術在吸收國外先進技術基礎上，結合國內建筑工程特點不斷進行優化改進和提升，但監測技術仍然存在一些薄弱環節，如監測技術領域創新力度不足，在傳統思想、慣性思維影響下，很多監測公司思維不開闊，開拓精神不強，對監測技術創新實踐不夠。很多現場監測技術人員思維不夠靈活，活學活用不足，思維的固化導致技術上很難實現突破，導致監測結果分析應用水平相比國外還存在較大差距。

3.2 出現塌方、管涌和流砂、位移方面的問題

深基坑建設施工中，塌方、管涌和流砂、位移方面出現的問題比較普遍存在。如深基坑開挖中支護結構設計不合理，導致支護失效，基坑邊坡局部或者是大面積出現不穩定而導致塌方事故。在深基坑開挖過程中，基坑尾部的土層在地下水影響下出現流動，從基坑底部或旁邊進入基坑，導致深基坑周圍地面出現塌陷，對深基坑外部建筑帶來塌方、管涌和流砂等影響。深基坑的支護結構在施工過程中不夠穩固，向基坑內部方向出現位移，導致基坑邊坡無法穩固，產生滑移[3]。

3.3 現場監測測點選擇和設置不夠合理的問題

深基坑的監測測點選擇是保證監測效果的主要因素。造成測點選擇和設置不合理的問題，從客觀上看，主要是因為深基坑的地質地形比較復雜，對現場監測的全覆蓋帶來阻礙。在現有監測設備精度有限和技術水平不夠影響下，深基坑周圍自然環境發生突變時，現場監測的測點失效或者采集的數據信息丟失，都會導致現場監測質量受到直接影響。從主觀上看，現場監測測點選擇和設置問題，主要是測點決策時沒有對深基坑實地進行全面調研，對施工現場情況掌握不充分不全面，導致測點設置出現盲區和分配不均衡等問題。在現場施工監測中，測點選擇和設置問題，會造成數據信息采集的準確性和可靠性下降，無法對施工提供準確的數據支撐、無法及時預警存在的安全隱患，對于突發各種事故，無法對原因分析和應急處置提供第一手資料。

4 建筑工程深基坑監測常見問題處置對策

4.1 針對塌方問題

進一步強化深基坑支護結構的驗收，全面掌握支護結構的相關資料和信息，如支護結構設計變更情況、支護結構技術商洽記錄、重大問題的處理文件等。還要收集深基坑的邊坡和周圍建筑物變形、位移情況報告、錨桿扛抜實驗情況報告、深基坑混凝土強度試驗報告、邊坡和周圍建筑的位置關系情況等。在深基坑施工過程中要重點對以下內容進行監測，以降低塌方產生的幾率。一是實時監測深基坑施工中是否存在冒水、管涌和滲透、沖刷等現象；二是定點監測深基坑所在區域地下水水位和深基坑內外部地面的沉降情況；三是監測深基坑支護結構和深基坑外部臨近工程設施的變形、位移等情況。針對塌方可能發生的原因要做好相關預防：一是深基坑的開挖要采用降水方式，保證地下水降至深基坑基底50厘米以下才能開始開挖。二是土層錨桿要保證深入到土層深處，并采用灌漿來保證穩固。三是嚴禁未做好支護結構就進行開挖，要按照設計方案和要求進行開挖施工，不能在支護結構上隨意增加負荷，增加其他支護結構，避免改變支護結構的受力狀態而出現坍塌。四是要提高圍護樁的強度和剛度，利用頂部構建圈梁結構提高圍護樁的整體強度[4]。

4.2 針對管涌和流砂問題

一是要加強對大型機械開挖和行駛過程的管理，避免開挖施工破壞排水管道，及時監測排水管道的安全，對出現破裂隱患部位進行修復補救。二是在深基坑施工中，要采用開挖深井等方法保證基坑內部降水的有效性，設計科學合理的止水樁，讓其和圍護樁共同發揮作用，促進支護結構更好地發揮出止水帷幕墻作用。三是要依據深基坑坑底深度來準確計算止水樁嵌入的數據，避免圍護樁出現縫隙，出現流水缺口、水土流水等水流入基坑的問題。四是要現場勘察深基坑底部土層情況，讓圍護樁能有效穿過深基坑底部的粉細砂層，保證圍護樁發揮應有的阻擋作用[5]。

4.3 針對位移的問題

一是在監測發現深基坑出現位移的部位，要進行減少負荷和補樁施工，利用水泥砂漿加固位移部位的土層。二是要在深基坑開挖之前進行有效降水，減少地下水和樁側土壓力讓樁產生位移。在施工過程中強化現場管理，嚴禁在支護結構上進行大量物資堆放、停放重型設備和車輛。三是圍護樁要和阻水旋噴樁形成封閉的止水屏障，避免樁后土壤在壓力和應力作用下過度流出基坑內部[6]。

5 結語

綜上所述，在建筑基坑監測過程中應與實際情況相結合，及時準確的分析監測數據，提供高質量的綜合分析報告，為信息化施工和優化設計提供可靠依據，避免事故的發生，并積累監測技術好的方法和經驗，為提升整個建筑基坑工程的施工質量與安全保駕護航。隨著大型建筑項目的不斷增加，深基坑工程開挖的規模和深度不斷增加。在深基坑施工中要加強監測的有效性，針對監測中存在的突出問題進行預防性處理，避免不確定因素對深基坑建設質量的影響，保證建筑的安全施工，可靠使用。本文主要論述了建筑基坑監測觀測中存在的基本問題與解決措施，目的是為了能夠按照相應原理與相關技術為施工單位及工作展開提供建設性意見，促進我國建筑工程得以穩健、可持續性的長足發展。