深基坑工程施工安全監(jiān)測與預(yù)警探討

李飛 王斌

摘要：在建筑施工中，基坑開挖是一項基礎(chǔ)工程。深基坑工程施工的質(zhì)量決定著建筑施工的安全以及施工工期。在基坑施工中由于支護結(jié)構(gòu)強度以及施工環(huán)境等諸多方面的因素，使得基坑容易出現(xiàn)變形等問題。為了保障基坑工程施工的質(zhì)量與安全，需要對深基坑工程施工進行安全監(jiān)測，并且制定基坑施工的預(yù)警機制。基于此，本文將對深基坑工程施工的安全監(jiān)測與預(yù)警進行深入探討。

關(guān)鍵詞：深基坑工程施工；安全監(jiān)測；預(yù)警；探討

中圖分類號：TU753.2文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―195―02

前言

深基坑工程容易產(chǎn)生安全事故，造成其事故產(chǎn)生的關(guān)鍵因素就是支護，在一般情況下，基坑支護所選擇的設(shè)施為臨時設(shè)施，在安全儲備上性能比較小，實際施工風險比較大。在深基坑施工中進行動態(tài)監(jiān)測與控制至關(guān)重要，能夠?qū)又ёo結(jié)構(gòu)的水平位移、鄰近建筑物傾斜位移以及鄰近道路的沉降等進行檢測。在對以上信息進行檢測之后，施工人員需要制定施工預(yù)警，提升建筑基坑施工的安全系數(shù)。

1深基坑工程施工安全隱患分析

1.1基坑支護樁斷樁

在深基坑施工工程中，斷樁將會帶來嚴重的工程損失。當基坑支護的樁體在實際設(shè)計初期強度設(shè)計不足，或者是生混凝土強度不夠，使得支護樁發(fā)生中間斷裂的現(xiàn)象，當樁發(fā)生斷裂之后，基坑將會出現(xiàn)不同程度的坍塌。例如，在石家莊某一高層建筑中，進行20米深基坑開挖時，采用的φ600距1000毫米。該基坑中使用的樁長為20米，入土深度為5米。由于支護樁在實際設(shè)計時，出現(xiàn)錯誤，在樁壁上設(shè)置3道φ，導致了第一層錨桿超過了抗拔極限，支護樁體發(fā)生斷裂。

1.2支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)

當樁體插入到土體中的深度不夠，或者土體剛度承載力不夠，被動土層上的壓力比較小，將會出現(xiàn)支護樁體的滑動或者支護失穩(wěn)。例如在某深8.9米的基坑中，采用φ1000灌注樁進行護壁，支護結(jié)構(gòu)不牢固而產(chǎn)生了土體滑動。

1.3基坑支護結(jié)構(gòu)整體倒塌

深基坑中樁體支護發(fā)生坍塌，錨桿失效，支護結(jié)構(gòu)整體性坍塌，該種坍塌形式為建筑工程所帶來的經(jīng)濟損失比較嚴重，同時在社會上的影響比較大。在某18層建筑中，深基坑采用的錨桿錨固段位于土層的雜填土中，使得支護桿的錨固力嚴重不足，在實際施工中，基坑支護力不足，出現(xiàn)了嚴重的整體性倒塌，使得居民建筑被損壞。

1.4基坑支護結(jié)構(gòu)大變形

基坑支護容易出現(xiàn)大變形，造成大變形的原因有很多種，例如在施工中，由于設(shè)計人員的原因，對地面荷載的估算不準確、支護樁的支撐剛度比較小，使得支護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等。在某農(nóng)貿(mào)市場大樓建筑中，建筑施工設(shè)計未分析該農(nóng)貿(mào)大樓的施工以及后期使用荷載，錨桿間距采用1.5米每根，在這樣的設(shè)計下，擋土樁受力變形比較大，支護樁頂發(fā)生嚴重分變形，最終到導致了地面出現(xiàn)裂縫。

2深基坑工程施工安全監(jiān)測流程

2.1施工階段

在施工階段的施工安全監(jiān)測至關(guān)重要，目前大部分的建筑施工都為高層建筑，在基坑挖掘上深度比較大，在深度比較大的情況下，實際施工環(huán)節(jié)就需要優(yōu)先考慮到地下水的情況。地下水層的存在將會對深基坑的支護產(chǎn)生直接影響，地下水的存在，使得深基坑支護土質(zhì)變軟，土層荷載降低。實際施工監(jiān)測中，如果不能對地下承壓水頭進行精密監(jiān)測，巖土地基開挖時，將會發(fā)生基坑底突涌的現(xiàn)象。那么，建筑深基坑施工中，為了防止巖土基坑底突涌問題的出現(xiàn)，需要通過以下方式來實現(xiàn)：

第一，注重建筑工程深基坑水中開挖、水中封底。在深基坑開挖時，需要向基坑底注入水。采用該步驟的原因就是需要對承壓水的頂脫力進行平衡，然后設(shè)置標高，并進行封底混凝土澆筑。

第二，不透水層的混凝土澆筑。在建筑深基坑底部，進行注漿或者施噴，最為直接的目的就是增強基坑底部的土體的強度，其中最為直接的施噴的方式作用突出，能夠有效提升土體的抗剪強度。

在實際施工環(huán)節(jié)，還需要施工人員對于深基坑的位移速率進行安全監(jiān)測，當基坑施工時，邊坡土以及地基等在環(huán)境或著施工影響下產(chǎn)生一定的位移，當基坑邊坡支護不及時將會出現(xiàn)施工事故。因此需要對基坑的位移速率進行監(jiān)測，當位移出現(xiàn)連續(xù)增大的情況，需要對其速率變化數(shù)值與標準數(shù)值進行對比。同時還需要對基坑支護的變化趨勢進行監(jiān)測，很多深基坑容易出現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)、傾角等方面的變化，對這些因素進行趨勢曲線繪制，當曲線出現(xiàn)比較明顯的拐點時，需要施工人員進行預(yù)警。此外，對基坑的外部水位進行監(jiān)測，基坑外部水位下降以及基坑內(nèi)降水量不能超過1000毫米，當水量土壤增加時，需要啟動預(yù)警機制。

2.2深基坑開挖土壤保護與監(jiān)測

由于深基坑開挖在土壤中直接作業(yè)，坑的挖掘力度不同對土壤的影響不同，但是或多或少都會對土壤的結(jié)構(gòu)造成一定的影響。實際施工環(huán)節(jié)中，原有土壤結(jié)構(gòu)都會被破壞，進而使得土壤的密實度有所下降。在基坑開挖后期，開挖力度比較大，土壤密度在實際施工環(huán)節(jié)中容易出現(xiàn)變形，或者移位。當建筑施工所選地基土質(zhì)為軟土時，需要注意以下事項：

首先，保護土壤持力層保護。其次，保護基坑土體位移量。

2.3整體監(jiān)測

對深基坑開挖進行整體監(jiān)測實際上是指，在基坑施工過程中對所進行的深基坑進行監(jiān)測。通過監(jiān)測可以了解支護結(jié)構(gòu)、及周邊土體的實際變形和應(yīng)力分布，用于驗證設(shè)計方案與實際情況的吻合程度，并根據(jù)變形和應(yīng)力分布情況來調(diào)整設(shè)計和施工，為施工提供有價值的指導性意見。同時，通過監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素， 確保工程穩(wěn)定安全。

首先，對基坑的支護方式進行監(jiān)測，監(jiān)測基坑支護的方式是否與實際施工環(huán)境、施工是科技相符。然后判斷基坑條件，在基坑工程整個施工期內(nèi)，配合監(jiān)理、施工單位進行基坑內(nèi)外巡視檢查，檢查支護結(jié)構(gòu)、施工工況、周邊環(huán)境、監(jiān)測設(shè)施的情況。最后，依據(jù)設(shè)計單位正式出具的成果圖中的監(jiān)測要求及國家有關(guān)的監(jiān)測規(guī)范確定，對深基坑的監(jiān)測項目進行監(jiān)測，其中內(nèi)容包括有基坑坡頂、周邊建筑物及管線沉降觀測，深層水平位移監(jiān)測，坡頂水平位移觀測，地下水位觀測，圍護樁內(nèi)力監(jiān)測，錨索內(nèi)力監(jiān)測，支撐梁內(nèi)力監(jiān)測等內(nèi)容。

數(shù)據(jù)采集嚴格按照監(jiān)測傳感器和儀表的原理及監(jiān)測方案確定的測試方法，堅持長期、連續(xù)、固定人員、固定時間、固定儀器、在大致相同的環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集，采用專用表格做好數(shù)據(jù)記錄和整理，保留原始資料。

3建立深基坑施工工程預(yù)警系統(tǒng)

3.1工程預(yù)警系統(tǒng)

提升建筑深基坑安全系數(shù)需要建立科學的施工預(yù)警機制，科學合理的預(yù)警機制能夠?qū)ι罨邮┕べ|(zhì)量進行綜合性、專業(yè)化以及全方位的管理。深基坑施工工程預(yù)警系統(tǒng)框圖如下：首先將深基坑項目參數(shù)輸入系統(tǒng)中，工程項目組進行過程安全控制目標制定。其次，由項目組進行過程安全控制方案制定，以及施工方案實施。第三，在實際施工中，需要將施工參與預(yù)警值進行對比，并進行下一工況的指導，判斷對比值，當施工參數(shù)未超出預(yù)警值，則可以繼續(xù)施工，當施工參數(shù)超出預(yù)警值，需要將深基坑施工方案進行及時調(diào)整。

3.2工程預(yù)警指標確定

在深基坑工程監(jiān)測環(huán)節(jié)中，每一項工程在實際施工時，都具有一定的警戒值，在工程預(yù)警機制中，施工人員首先需要根據(jù)基坑的受力狀況、以及位移等來判斷指標是否超標，并以此來判斷工程是否安全。在此環(huán)節(jié)中，監(jiān)測項目的報警值比較關(guān)鍵，報警值的確定，需要根據(jù)實際的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、基坑環(huán)境等綜合因素來確定。報警指標的大小，在實際的工程監(jiān)測中至關(guān)重要，當對基坑監(jiān)測時，其支護結(jié)構(gòu)、支護位移、受力情況、沉降環(huán)境等都在預(yù)警值范圍內(nèi)，那么施工人員就可以判斷該深基坑的支護結(jié)構(gòu)比較安全。

一般情況下，深基坑的預(yù)警指標確定需要遵循以下原則：

（1）對深基坑工程支護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，實際結(jié)構(gòu)值不能大于設(shè)計值；

（2）根據(jù)深基坑工程對象的變形要求，預(yù)警指標的確定需要滿足測試對象的需求。

4結(jié)論

綜上所述，隨著建筑施工的逐漸發(fā)展，以及建筑施工技術(shù)水平的提升，深基坑建筑施工安全系數(shù)逐漸提升。為了進一步提升深基坑施工安全系數(shù)，需要對深基坑工程施工進行安全監(jiān)測，并建立安全預(yù)警機制。因此，在本文中首先分析了深基坑建筑施工中存在的安全隱患，并根據(jù)實際的安全隱患制定施工監(jiān)測流程，并在制定安全預(yù)警機制。

參考文獻：

[1]袁程.深基坑工程過程控制和預(yù)警研究[D].東南大學，2004.

[2]田甜.深基坑樁錨支護體系監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].重慶大學，2008.

[3]李曉婉.軟土填海區(qū)域深基坑圍護結(jié)構(gòu)變形預(yù)警值研究[D].大連理工大學，2015.