深基坑安全信息監(jiān)測(cè)管理研究分析

李鹍鵬 王思維

摘? ? 要：本文介紹了深基坑施工特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)要求，從施工單位角度，分析和研究了安全監(jiān)測(cè)預(yù)警管理系統(tǒng)，通過科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)生的危險(xiǎn)，對(duì)工程的安全性做出判斷，并給出了安全管理措施，從而保證深基坑施工安全與穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：深基坑;信息監(jiān)測(cè);安全管理

1? 引言

深基坑監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為深基坑工程必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是深基坑安全管理的重要手段。深基坑監(jiān)測(cè)的范圍包括基坑支護(hù)和基坑周邊環(huán)境。通過科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)生的危險(xiǎn)，對(duì)預(yù)知可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況及時(shí)報(bào)警，然后對(duì)工程的安全性做出判斷，以便及時(shí)采取措施，從而保證深基坑施工安全與穩(wěn)定。

2? 深基坑工程特點(diǎn)

針對(duì)影響深基坑工程安全與穩(wěn)定的影響因素進(jìn)行分析，畫出因果分析圖。地質(zhì)條件與勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)、工程施工質(zhì)量、外部環(huán)境、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理都會(huì)對(duì)深基坑安全產(chǎn)生影響。

地質(zhì)條件的復(fù)雜和勘察資料的誤差，使得土力學(xué)中的強(qiáng)度、變形、滲流3個(gè)基坑課題綜合發(fā)揮作用，無法造成基坑安全隱患;支護(hù)結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)一旦強(qiáng)度和剛度不足，將導(dǎo)致支護(hù)樁傾斜，甚至坍塌等嚴(yán)重事故;在施工過程中，交叉作業(yè)較多，坑內(nèi)作業(yè)面狹小，一旦出現(xiàn)支撐架設(shè)不及時(shí)、坑邊荷載超限等，都將威脅基坑安全;基坑失穩(wěn)將對(duì)外部環(huán)境如臨近建筑物、市政道路等產(chǎn)生嚴(yán)重后果，同時(shí)外部環(huán)境的變化也將影響基坑安全，如惡劣天氣等;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是判斷基坑是否安全，是否需要采取應(yīng)急措施的重要依據(jù)，只有全面及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，才能提出合理的施工改進(jìn)措施。

3? 深基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容

基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容為兩個(gè)方面，基坑及結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定和環(huán)境安全（施工對(duì)周邊環(huán)境的影響）。在基坑開挖的過程中存在時(shí)空效應(yīng)規(guī)律，也就是每步開挖尺寸和支撐暴露時(shí)間與圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土體變化有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)包括：地表沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部沉降、水平位移、側(cè)向位移、支撐軸力、坑外水位、基底回彈監(jiān)測(cè)、中間樁柱豎向位移監(jiān)測(cè)等。周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)包括周圍建筑物傾斜率，管線沉降監(jiān)測(cè)等。

4? 深基坑監(jiān)測(cè)的方法

4.1? 周邊地表沉降監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)目的：地表沉降也稱為地面下沉或地面塌陷，是在生產(chǎn)互動(dòng)影響下，由于地下松散地層固結(jié)壓縮，導(dǎo)致地表標(biāo)高降低的一種局部下降運(yùn)動(dòng)。地表沉降過大會(huì)造成地下結(jié)構(gòu)的毀壞，不及時(shí)控制，將危害結(jié)構(gòu)安全。監(jiān)測(cè)方法：對(duì)原有的地表裂縫進(jìn)行巡查登記，并拍照記錄。對(duì)新發(fā)現(xiàn)的裂縫及時(shí)采用裂縫觀測(cè)儀觀測(cè)地表沉降監(jiān)測(cè)初始值在地連墻施工前7天采取，墻頂沉降初始值在基坑降水前7天采取，初始值取用3次監(jiān)測(cè)結(jié)果的平均值。

4.2? 立柱沉降監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)目的：立柱沉降直接反映支撐的位移，會(huì)對(duì)支撐引起附加彎矩。在基坑開挖過程中，因?yàn)橥馏w的隆起會(huì)引起立柱的抬升，或者因?yàn)樯喜亢奢d產(chǎn)生沉降，而這種變化值很難準(zhǔn)確計(jì)算，通過監(jiān)測(cè)，分析變形，指導(dǎo)施工。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，應(yīng)選取具有代表性的立柱布點(diǎn)，如果第一道支撐是鋼筋混凝土支撐，那么在立柱與支撐梁對(duì)應(yīng)的頂部布點(diǎn)。監(jiān)測(cè)方法：同圍護(hù)結(jié)構(gòu)豎向位移監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)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? 坑外地下水位觀測(cè)

監(jiān)測(cè)目的：在基坑開挖施工中，為便于土方開挖和土渣運(yùn)輸，必須保持基坑內(nèi)土體相對(duì)干燥，這就要求將坑內(nèi)疏干井降至一定水位。為使周邊環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定可控狀態(tài)，需加強(qiáng)對(duì)基坑外地下水位的動(dòng)態(tài)觀測(cè)和分析，因?yàn)榉治隹觾?nèi)、外地下水具有通聯(lián)性，一方面的異常也是預(yù)警的信號(hào)。通過監(jiān)測(cè)的地下水位變化，可以預(yù)測(cè)水位變化趨勢(shì)，從而推斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)隱蔽缺陷的位置。監(jiān)測(cè)方法：基坑降水前觀測(cè)各井的井口標(biāo)高和水位深度，得出水位標(biāo)高，降水井運(yùn)行后每口井的水位標(biāo)高與初始水位標(biāo)高之差就是水位變化累計(jì)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? 混凝土支撐與鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)目的：支撐基本上承受壓力，存在偏心荷載和橫向力，支撐的彎曲變形或側(cè)向變形過大可能引起支撐失穩(wěn)。并且支撐軸力的數(shù)值是理論值，實(shí)際上受溫度、施工偏差等影響，在計(jì)算中難以精確分析，通過監(jiān)測(cè)能了解支撐實(shí)際的受力狀況。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，每層支撐設(shè)置混凝土支撐軸力測(cè)點(diǎn)，每組在混凝土支撐長度1/3部位安裝應(yīng)力計(jì)。每道支撐的監(jiān)測(cè)位置保持一致。采用軸力計(jì)對(duì)鋼支撐進(jìn)行監(jiān)測(cè)，軸力計(jì)量程應(yīng)大于設(shè)計(jì)軸力的2倍。監(jiān)測(cè)方法：混凝土支撐軸力的監(jiān)測(cè)元器件是鋼筋計(jì)。埋設(shè)方法為，將鋼筋計(jì)與支撐縱向主筋對(duì)接，均勻放置在支撐斷面上。在混凝土支撐梁鋼筋綁扎過程中，將鋼筋計(jì)與主筋焊接牢固，使之均勻受力。通過計(jì)算混凝土支撐梁截面的受力大小，推算支撐端部的受力，從而反映出支撐受力的變化情況。鋼筋計(jì)是屬于易破壞點(diǎn)，要保護(hù)好鋼筋計(jì)的引出電纜線。在混凝土支撐里面安裝鋼筋計(jì)，測(cè)定支撐受到外力作用后的形變值。這種形變，再由頻率儀推算出支撐軸力的變化情況?；娱_挖前，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后測(cè)得穩(wěn)定值才能作為計(jì)算軸力變化的初始值。

5? 深基坑預(yù)警管理

隨著基坑的開挖，開挖前土體的平衡狀態(tài)被打破，基坑內(nèi)外因著壓力的改變，會(huì)引起支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，受這種影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、基坑的土質(zhì)、開挖方案、周邊環(huán)境這些影響因素，都在不斷變化過程中?；娱_周邊會(huì)發(fā)生不均勻沉降，離基坑越近，沉降量越大。嚴(yán)重的基坑變形會(huì)造成基坑周邊建筑物、地下管線支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，只有通過監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑工程變化的前兆，決定是否采取相關(guān)措施，來避免重大事故。

對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不管是變化值還是變化速率的異常都應(yīng)該重視，在項(xiàng)目施工單位形成研究與分析機(jī)制，力爭(zhēng)對(duì)數(shù)值變化做出準(zhǔn)確分析判斷;當(dāng)接近預(yù)警值時(shí)，應(yīng)迅速反應(yīng)，必要時(shí)聯(lián)合監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主及有關(guān)專家進(jìn)行綜合判斷。根據(jù)數(shù)值變化與控制值的比較，判定預(yù)警狀態(tài)及級(jí)別。

6? 深基坑監(jiān)測(cè)與安全管理

安全管理不應(yīng)僅停留在對(duì)不安全行為的糾正、對(duì)人員安全教育上，應(yīng)由安全管理的初級(jí)階段上升到本著以人為本、重點(diǎn)研究本質(zhì)安全理念，依靠制定安全可靠的措施，并確保得到有效落實(shí)和執(zhí)行，來防止安全事故的發(fā)生。企業(yè)生產(chǎn)管理追求全面質(zhì)量管理，安全管理在理念上與全面質(zhì)量管理理念是一致的，以質(zhì)量保證安全，加強(qiáng)過程控制，做好應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急演練。

監(jiān)測(cè)作為保障深基坑安全的重要手段，通過使用科學(xué)儀器設(shè)備與手段對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括位移、變形、傾斜、沉降、隆起、水位變化等。由此保障深基坑安全，避免安全事故的發(fā)生。因此也要求建立及時(shí)而精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)施工，動(dòng)態(tài)安全管理。下文從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五方面來分析監(jiān)測(cè)對(duì)深基坑安全的影響。

7? 結(jié)論

施工單位應(yīng)該根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工工藝和施工參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)信息化施工，能夠確保深基坑的安全和質(zhì)量。另一方面，設(shè)計(jì)人員可以通過實(shí)測(cè)結(jié)果的信息反饋來優(yōu)化基坑設(shè)計(jì)，使基坑支護(hù)選型與設(shè)計(jì)安全經(jīng)濟(jì)。通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)對(duì)可能發(fā)生的基坑內(nèi)或外部風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)報(bào)警，以便采取措施，使基坑施工最大可能地處于安全經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下進(jìn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

李鹍鵬（1984—），男，畢業(yè)于武漢工程大學(xué)，本科，工程師，研究方向：建筑工程。