深基坑监测存在的一些问题及对策

杨 鹏，张世华

（1.深圳市宝安区建设工程质量安全监督站，广东 深圳 518101；2.深圳市勘察测绘院（集团）有限公司，广东 深圳 518028）

0 引言

由于地层的复杂性，岩土工程设计人员在进行基坑支护体系设计和力学分析时采用的模型往往对地质剖面和支护结构进行了理想化假定。由于施工开挖是一个动态过程，气候条件、时间、空间等因素不断变化，使得结构本身的内力和位移与实际情况可能有较大的差异。

对基坑工程进行监测，是为了基坑工程的安全和对周边环境的保护提供精确的数据，以便设计方与施工方采取动态化控制，纠正设计与地质勘察中的偏差，调整施工过程中诸如地面堆载、超挖等施工与设计不符的情况，确保基坑与临近周边环境的安全，确保建设工程的顺利开展。

基坑监测的相关数据能为目前尚未达到成熟的设计分析理论积累完整、精确的基坑开挖与支护监测数据，有利于总结工程经验、完善设计分析理论。然而目前工程建设中对深基坑监测工作的管理不完善，监测行为主体资质不合理，监测项目与监测频率等技术指标存在一定缺陷，使得监测成果的可靠性大为降低，给基坑工程的安全风险管理留下了巨大隐患。

1 目前深基坑监测存在的常见问题及对策

1.1 第三方监测单位资质管理方面

基坑工程监测不仅要保证基坑支护结构的安全稳定，也要维持周边环境的市政管网以及建（构）筑物的安全和正常使用。因此基坑工程安全稳定涉及建设、设计、监理、施工以及周边有关单位等各主体的利益，而其中建设单位是建设项目的第一责任主体。因此，GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》规定，应由建设单位委托具备相应资质的监测单位实施基坑工程监测［1］。

具有相应资质的监测单位是指具备承担基坑工程监测任务的仪器设备应满足 JGJ 8－2016《建筑变形测量规范》、GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》等规范要求的监测目的和精度要求，并应定期经具备 CMA 计量认证资格的机构实施检定和标定；测量人员应经过专业培训，数据分析人员应具备一定的相关经验，监测程序和审核制度及其管理制度应健全，监测方法符合相关标准、相关法定条件的专业技术组织。然而该规定对于深基坑工程基坑监测单位的资质并没有提出明确要求。

在《深圳市住房和建设局关于印发〈深圳市基坑管理规定〉的通知》（深建规〔2018〕1 号文）第四十一条规定：监测单位应当具备勘察或检测类相应资质，同时应取得工程监测与测量 CMA 计量认证资质，监测单位不得与深基坑工程的建设单位和施工单位有隶属关系。

实际上，考虑建筑基坑工程监测的专业性要求，保证基坑工程监测工作的质量，工程监测单位不仅应具备工程测量方面的资质，而且应达到岩土工程专业资质条件。因此检测类资质如无注册岩土工程师或者注册测绘工程师等方面资质要求，不应该将该资质的检测公司纳入到符合监测单位资质范围。

因为，基坑工程监测对各专业人员的技术水平要求严格，尤其需要监测数据分析人员要有岩土工程、结构工程、工程测量等方面的综合知识和较为丰富的工程实践经验，才能保证监测质量。基坑监测的技术负责人应具备注册岩土工程师或岩土工程高级职称并具有从事相关监测的工作经历，监测技术人员应具备省建设主管部门认可的建筑变形测量培训合格证或拥有测绘工程师执业注册资格。只有专业化监测管理才能提升监测工作质量，才能推动监测技术的有序发展，保证基坑施工决策的客观性和公正性，且在基坑发生重大环境安全事故以及由基坑施工引起的周边构筑物安全使用的纠纷时，监测数据是责任判定的重要依据。

1.2 监测工作的开展前期准备

基坑监测单位往往忽略前期的现场踏勘和资料收集工作，许多基坑工程施工过程中，基坑周边建筑发生变形开裂，由于开发前没有记录和标识，其变形开裂产生原因引起相关单位和个人的争议，为此规定基坑开挖前，对周边建筑可能发生影响或争议的部位保留影像资料，或布设标记，并做好记录。

在现场实地踏勘不完全、资料收集不完善的情况下，由此编制的监测方案往往没有针对性，如基坑支护结构设计工况计算资料收集不全，支护结构的内力观测点就难以准确布设；如基坑周边构筑物基础结构形式未调查清楚，相关的沉降及水平位移，甚至裂缝观测工作无法准确开展；如基坑周边管线的使用年限和管线材质、接口形式等调查不明晰，就不能确定准确的预警值，从而影响监测数据的分析和判断，尤其在出现纠纷时难以厘清责任。因此监测单位应当积极地协调配合各方责任主体，收集各类有效信息，认真完成实地踏勘和资料收集工作。

深基坑工程施工前，建设单位应当委托具备相应资质的第三方监测单位，对基坑周边三倍基坑深度或三倍降水深度范围内的建构筑物、设备设施及场地等，进行裂缝及其结构体系调查，测量初始倾斜值，并将测量数据和现状、调查结果，书面告知相关单位或者业主［2］。

深基坑开挖前和开挖后，建设单位应当组织施工、勘察和监理单位对可能受到影响的相邻设施，或者可能发生争议的事项做好观测记录，拍摄影像资料，并将有关情况告知相关单位或者业主。深基坑施工或者降水可能损害相邻设施，建设单位应当督促施工单位采取专项防护措施。施工造成相邻设施损害的，建设单位应当积极主动召集有关责任单位与受损方进行协商处理，并承担赔偿责任。

1.3 监测方法

基坑监测往往只重视仪器监测工作而忽略巡视检查。基坑监测作为一项系统性的工作，巡视检查可以发挥其简便经济而有效的优势，作为仪器监测的一项补充工作。

巡视检查的内容主要包括［3］支护结构成型质量，止水帷幕的止水效果，内支撑和立柱变形或裂缝情况，墙后土体有无塌陷，裂缝及滑移现象，基坑内是否出现涌土、流沙、管涌等水文地质灾害，巡查施工工况、开挖分层高度、开挖分段长度，以确定有无超深、超长开挖，地表水截排放措施，基坑周边降水回灌设施的运行状态，基坑周边是否存在堆载，检查周边地下管线有无破损泄漏，周边建构筑物有无裂缝或裂缝是否加长加宽，临近施工的工况等［4］。

现场巡视检查和仪器检测数据之间相互关联，现场巡视检查的情况可以从定性的角度反映基坑的安全状况，因此必须重视巡视检查工作的重要性，以便更为全面地分析基坑围护结构和周边环境的变形规律和稳定情况，更为直观地指导施工或采取相关安全措施（如填充封堵已存在的裂缝），保证工程的顺利开展。

另一方面，在笔者工作的滨海软土区域，相关的基坑监测工作往往忽视软土地区坑底土体隆起的监测，GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》对一级、二级、三级基坑的坑底隆起监测定为：“宜测”“可测”“可测”，而 SJG 05－2011《深圳市基坑支护技术规范》［5］对坑底隆起分别定为：“应测”“宜测”“可测”。两者规定不统一，另外由于坑底隆起观测的回弹标埋设难度较大，且基坑开挖过程中极易破坏，因此目前很多监测单位并未对此项目进行相应监测。

事实上，基坑开挖过程本身是一个卸载过程，卸除上部土体，下部土处于超固结状态，不可避免地会引起基坑底部土体的卸荷回弹，而坑底隆起稳定性也是验证支挡结构嵌固深度是否满足稳定性要求的一个重要指标，因此坑底隆起检测应成为软土地区基坑监测的一个重要指标。

1.4 地下管线及设施的监测精度

由于基坑周边地下管线及设施往往设在周边人行道或混凝土路面下，采取破土开挖设置监测点较为麻烦，故很多项目对于地下管线及设置的监测往往采用对管线轴线相对应的地表或窖井盖进行观测来替代对管线本身的监测。此方法由于测点和管线本身存在介质，观测精度较差，特别是对于上部有硬化处理的水泥路面，其监测效果极差。往往管线已发生沉降，甚至于连接薄弱处拉裂泄漏，测点却尚未有明显异常，这给重要的地下管线如高压燃气管道、高压给水管道的安全监测留下巨大隐患，同时水压力管发生泄漏也会对基坑稳定性造成威胁。

地下管线监测最好能听取管线主管部门的意见，有弯头和丁字型接头，每隔 10～15 m 布设一个测点，对变性敏感的部位测点间距要变小。根据管线使用年限、接头结构类型、材质、尺寸等情况布置测量点，监测点应尽量关注管线的连接节点、转角点或变形曲率半径小的部位，对于周边居民生活影响较大的给水、燃气、暖气等管线应设置直接的观测点，监测点应直接设置在管道上，也可从阀门开关、出气孔、检查井等管道配套设施引出作为监测点，如确无条件埋设直接监测点，才可采用套管法或抱箍法设置间接监测点。

1.5 深层水平位移监测

一方面 GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》关于基坑的支护结构深层水平监测规定，基坑安全等级一级、二级、三级分别：“应测”“应测”“宜测”，而 SJG 05－2011《深圳市基坑支护技术规范》 对该项目分别定为：“应测”“宜测”“选测”。两者规定不统一，因此，部分二级项目未将深层水平位移纳入到监测项目中去。而另一方面，项目虽设深层水平位移监测点，但测斜管的深度未能进入稳定土层中，从而监测精度和可靠性大打折扣。这是因为测斜仪观测出的是相对位移，往往以测斜管底端为固定基准点，因此可以认为测斜管管底端固定不动，如测斜管深度未能超过深层水平滑动线，管底将发生移动，这种情况下将无法准确推算管底以上各点的水平位移。所以要求测斜管埋设深度应根据地质条件和工程实际情况等因素综合确定，其嵌入到稳定的土体中，理论上要求不应小于围护墙的深度。而在软土地区，测斜管长度应超过围护墙一定深度。深圳地区经验表明，大于基坑开挖深度的 1.5 倍较为可靠。

围护墙和土体深层水平位移的监测是观测基坑围护体系变形最直接的手段。为了真实地反应围护体系的挠曲状况和地层位移情况，保证测斜管的埋设深度，围护墙内的监测管应与桩墙的钢筋笼一起绑扎安装，绑扎和下放钢筋笼时应注意对监测管的保护，避免被破坏。当围护墙内有进行钻孔取芯检测时，监测管也可埋设在取芯后的取芯孔内，但监测孔与取芯管孔壁的空隙，应采用水泥浆填充，保证监测管与桩墙同时协调变形。

1.6 锚索及土钉的内力监测

目前很多监测项目，锚索应力监测数据仅有累计变化值。而规范规定的报警值为锚索设计值的 80 %，也就是锚索监测值与预警值没有对应关系。这种情况下，应力监测数据就处于失真或失控的状态。这主要是由于目前大部分锚索内力监测设备是采用振弦式测力计，出厂时振弦的振动频率缺失或经过一段时间，振弦应力计未重新标定，导致无法采集零应力状态下的振弦频率，也就在使用过程中仅能测出相对于初始锁定时的累计变化值，无法测得锚索真实的应力。因此，对于锚索应力计应在安装前就要测定零应力状况的初始振弦频率。

GB 50497－2009《建筑基坑工程监测技术规范》和 SJG 05－2011《深圳市基坑支护技术规范》对于锚索应力预警值仅有上限值，无下限值或者变化量预警。而在实际的一些软土地区基坑工程中，在长期外加荷载作用下，锚索易发生蠕变变形，导致锚索应力松弛，监测的锚索应力值减少，但无报警值，而基坑发生失稳的情况。因此，在软土地区基坑的锚索监测，应设置下限预警值，以及时反映基坑安全状况。

2 深基坑监测管理工作对策

1）监测工作需要有计划，应严格按照有关技术文件（监测方案）执行。监测方案的内容至少应包括工程概况、监测依据、监测方法、监测仪器、监测精度、监测点的布置及观测周期、监测结果的提交等。计划性是观测数据完整性和连贯性的保证。

2）监测数据必须具有可靠性。数据的可靠性是由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证的。用于基坑监测的仪器设备应定期进行计量检定或校准，确保其使用时在有效的检定和校准周期内。这是监测数据准确、可靠以及可追溯的条件。而观测数据的可靠性由以下三个方面确定：①是否按照规定的作业方法进行作业；②使用的观测仪器是否稳定、可靠；③相关数据是否符合一致性、相关性和连续性。

3）观测必须具有及时性，监测数据应有预警性。基坑开挖作为一个动态的施工过程，只有保证及时观测才有利于及时发现隐患，及时采取相关措施。因此监测频率的确定至关重要，而监测频率应能满足既不错过监测对象的关键变化节点，又能合理地控制监测费用，科学合理地开展监测工作。每一监测项目，应根据基坑工程设计计算结果、当地工程施工经验、工程周边环境特点要求确定报警值。此值是监测期间判断基坑工程状态重要依据，应由基坑设计单位提出。

4）工程的基坑支护监测，应该有完整的观测记录、形象的图表、曲线及观测报告。由于基坑工程自身的特殊性和复杂性，直接采用监测原始数据对基坑工程的安全稳定状况进行判断和评估的难度较大，需要对原始观测数据整理分析，监测成果的“形象化”让工程技术人员能够一目了然，以便及时发现问题和分析问题。另外，监测工作中不能忽略巡视检查的内容，并应将巡视检查发现的异常情况与监测数据进行对比分析，提出相关建议。

3 结语

基坑工程一般处于周边环境复杂、人口密集的城区，复杂的地质条件和环境条件给基坑工程设计和施工带来了诸多难题。为保证工程施工安全、周边环境稳定，进行准确、及时、有针对性的基坑工程监测尤为关键。本文对目前深基坑工程监测单位资质管理、地下管线监测、锚杆内力监测、深层水平位移监测、基坑监测频率以及巡视检查等方面存在的问题进行了探讨，并提出了相应切实可行的处理对策。