基坑监测工作中安全控制要点分析

闫晓璞

（晋城市规划设计研究院勘察测绘分院，山西 晋城 048000）

1 时代背景

随着城市建设的发展，近些年一些建筑物都对地下空间进行了不同用途的开发利用，如高层建筑多层地下室、地铁、地下管廊等，基坑施工面临很多问题，如：周边建筑密集、地下管线密集、地质条件差（地下水位高、土体松散等）。基础工程施工过程中的打桩、降水、强夯、开挖都有可能引发基坑事故，基坑侧壁坍塌、周围建筑物倒塌、管线破裂等事故屡有发生，这些事故都造成了巨大的财产损失甚至人员伤亡。

2 行业现状

目前，国内绝大多数深基坑工程都进行了监测，但是，多数监测单位只重视标志埋设、数据采集，轻视数据分析和反馈，仅仅满足于收集资料和提交数据、报表，判断是否超过控制值以报警，不能结合施工情况、天气环境和地质情况对监测工作进行调整，不能有针对性地对基坑工程中较危险部位进行重点监测，导致花费大量人力、物力进行的监测工作不能真正发挥优化设计、及时反馈指导施工和保障基坑安全的作用。

3 基坑监测的意义

不同区域的基坑其工程条件具有很大的差异，即使同一地区的基坑因周边环境不同，其施工设计差异也很大，经验设计使得基坑部分区域设计偏于保守，造成材料浪费、投资增加、工期延长；部分区域设计强度不够，存在安全隐患，极易诱发工程事故。据笔者了解，目前国际上关于基坑施工变形的力学机理并没有完全弄清楚，基坑设计以经验设计为主、监测优化为辅。所以，变形监测在基坑工程安全和成本控制上的作用至关重要。

4 案例

现以笔者全程参与的晋城华谊兄弟星剧场深基坑工程为例，结合实践经验，参照相关规范和文献，对基坑监测要点进行论述，总结基坑监测中安全控制的要点和注意事项。

项目简介：本项目系2019 年山西省重点工程，位于晋城市城区书院街北部，古书院、矿医院西侧，紧邻古闫路。基坑东西长约290m，南北长约130m；基坑开挖深度为7.0～12.5m。基坑东侧和南侧为矿区现状道路。基坑侧壁安全等级东侧、东北侧、东南侧均为一级、其余为二级。

设计并不算十分复杂，都是复合土钉墙支护，除东侧、东南侧、东北侧总长度占比不到1/3 的边坡为预应力锚索外，其余2/3 均为无预应力锚杆。西侧场地最为宽敞，挖深较小（7.0m），周边无重要建（构）筑物，从设计图上看是最安全的区域；东北侧除挖深较大（12.5m）外，坑顶还堆载约20m 高的堆土，雨季水分还可通过堆土下渗入基坑侧壁土体，给基坑安全带来很大隐患。

项目于2019 年4 月份开始支护施工，最早施工的区域为西侧和南侧；同时进行进场测量，经与设计方和施工方沟通，了解到基坑西侧大片空地处原为“古矿”澡堂，现场可见大面积的地面硬化，随着基坑开挖也可见到深处的钢筋混凝土基础和基础下面的毛石混凝土。场地宽敞、挖深小、土层深处的毛石混凝土也起着支护作用，故西侧是设计方和施工方最放心的区域【1】。

4.1 事件一

2019 年4 月下旬，西侧基坑已挖深6.0m，在1 次测量后，勘察者发现了基坑西北侧逾80m 边坡位移超过预警值，位移速率已达到20mm/d，当即通知了各参建方【2】。也迅速启动应急预案，加大监测频率，第2 天到现场肉眼巡视未发现异常，但测量数据显示位移速率比前一天变大了，达到了25mm/d，随后3d 都是如此，由于第2 天发生了一起基坑侧壁渗流事故，并查明了原因：西侧垂直于边坡有一原排水沟漏水，排水沟一头为自来水龙头、一头为基坑侧壁（已被喷网封堵，恰为位移最大处），一工人用水后忘关水龙头，导致大量水就沿管沟、渗过支护层、形成水流排入基坑。施工方随即在水龙头处采取了截留措施，在基坑侧壁渗流处采取了加固支护措施，大家都认为变形原因已找到、危险已排除。但在第5 天时，勘察人员在西侧坑顶地表发现大量裂缝，基坑有可能随时坍塌，勘察人员已不能再进入危险区域测量。

随后几日，由于一直找不到变形原因，施工方对西侧进行了大放坡开挖卸荷措施，坡度一度达到了1∶1.5，并在3.5m 深处设置了1.5m 宽的平台，对地表裂缝进行了处理。在经过一番处理后，建设方现场负责人也很放心了，甚至口头对勘察负责人说：“西侧没事了，你们不用测了，别白费力”。但为了安全起见，勘察还是正常监测了，监测数据显示，西侧位移还是在急剧变大，直至第15 天，基坑西侧北部约120m 的侧壁平均累计位移量已达到80cm，地表也突然出现了2～5cm 宽的、沿基坑侧壁南北向连续的裂缝，肉眼看下去深约2m，裂缝深处的“混凝土底板”清晰可见，更靠西的地表土出现了局部隆起现象。这次建设方请来了多位岩土专家，进行了现场勘查和讨论，最后一致认定是原古矿澡堂地面下敷设的排水沟坍塌造成的基坑侧壁土体位移。由于现场管控不严，重型的施工车辆经常驶入材料堆放区，抄近路行驶，导致下面的管沟被压塌，坍塌后的管沟在重压下，挤压着土体向左右两侧位移，造成了地面隆起和基坑侧壁土体的位移。管沟位于地表0.5m 以下，断面尺寸约为2m×2m。

处理措施：挖掉管沟、好土回填、压实、硬化。

随后监测数据一切正常，这证明了此次处理措施是得当的。这里说明一点：重车压塌管沟，造成基坑侧壁位移，此观点是勘察测量人员最早发现并提出的【3】。

4.2 事件二

2019 年6 月份连续降雨数日后，基坑北侧边坡中部约50m 区域发生了坍塌。由于事故发生在夜间，没造成人员伤亡和其他财产损失。此处也是雨季来临时各参建方最为担心的区域，原因是此处离堆土很近，雨水通过堆土下渗，极易造成基坑边坡土体强度降低而引发坍塌事故。在坍塌前，勘察人员一直按时观测，第一时间给建设方发送数据，监测数据一切正常、毫无坍塌征兆。此次坍塌原因最终锁定为此处基坑底排水没做好，造成坡脚土体坍塌，引发边坡坍塌。此事故告诫人们2点：（1）基坑变形数据就算一切正常也一定要第一时间发送数据，起到“哨兵”的作用，否则，一旦发生事故则是要担责的。（2）基坑监测仅进行基坑边坡顶部土体的位移监测是不够的。

4.3 事件三

基坑东部，侧壁安全等级为一级的区域是最后进行支护施工的，此区域监测在进行土体位移监测的基础上增加了锚索轴力监测。此处挖深大、有堆土荷载、离场地外道路近，各参建方最为重视。设计时也相对保守，设计由2 家单位完成，其中一家设计的排桩和锚索复合土钉墙支护，由于成本过高，建设方没有选择此方案。测量人员也严格按照方案进行了监测并和施工方设计方沟通，在施工特殊环节上适当增加了观测次数。挖深至10.0m 时，到了最后一排锚索施工时，平均累计位移量3mm，锚索轴力数据一直稳定在160kN 左右（设计值为150kN），数据上显示基坑支护的效果很好，边坡很稳定。为节省成本和考虑工期需要，由施工方提出、经设计方验算，取消第3 排预应力锚索，换成锚杆后依然能验算通过，最终决定取消此排预应力锚索施工，减少了成本，节约了工期。

5 结语

归纳起来，安全控制要点如下：

1）基本要求：严格按测量规范作业，保证监测数据的可靠。

2）做好现场巡视检查，对地表裂缝、土体隆起、坡脚受雨水浸泡等要特别关注。

3）监测方、施工方、设计方遇事要及时沟通交流，监测方要特别注意挖土前后和下雨前后的监测。

4）要多注意坑顶有固定堆载的区域和动荷载的区域。

5）监测数据是评估基坑稳定与否的重要依据，要实时给予汇报。