前言：深基坑工程在现代城市建设中扮演着关键角色，不仅是高层建筑、地下交通网络及城市基础设施的基石，而且在解决城市空间紧张问题、提升土地利用效率方面起着关键作用。深基坑工程的成功与否直接关系到建筑物的安全、稳固与持久性，因此，确保其稳定性和安全性是工程学的重要课题。
1、建筑工程深基坑围护结构概述
鉴于土层特性的多变性及其离散性，早期地质勘查所提供的数据无法全面准确地描绘出土层的实际情况，其不确定性给设计带来了挑战，尤其是在支护结构的荷载设计和土方开挖工作中。实际施工时内力值与预期设计值之间的不一致，加剧了工程的风险。设计时需充分考虑各种潜在的不利因素，例如，地下水位变化、周边建筑物的影响及可能出现的地质异常情况，确保设计的全面性和实用性。
施工中，施工团队应密切监控支护结构和周边环境，关注土壤和结构的内部力量变化，仔细观察周围建筑及地下设施的移动和变形。通过持续的数据收集和分析，这种综合的监测手段能够及时识别风险，采取适当措施应对，保障挖掘作业的安全与稳定。
2、深基坑工程的支护设计遵循的基本原则
深基坑工程中，确保支护结构的安全性和稳定性至关重要，不仅涉及保护邻近建筑和地下设施的安全，也包括实现成本效益和遵循相关规范。例如，在特定的工程案例中，为了应对特殊的地质环境和施工要求，采用了结合φ850mm三轴搅拌桩和桩间旋喷桩的止水帷幕技术，及配合支护桩和三层钢筋混凝土角撑的方案。这样的设计综合考虑了地质特点、周边环境和工程的具体需求，体现了现代深基坑工程在精确设计和施工方面的高标准。不仅保证了结构的稳定性和安全性，还考虑了经济性和可行性，符合现代工程管理的高效要求。
在实际应用中，这种支护结构不仅提高施工效率，缩短工期，同时也保障了施工期间的安全性。例如，位移量和支撑轴力的变化监测，为复杂的工程环境提供了精确的数据支持。监测结果显示，围护结构的位移和支撑轴力与深基坑的开挖深度呈现同步性，证实了所采用的混合支撑方案在实际工程中的可靠性与安全性。不仅为类似的工程项目提供经验，也强调了在现代建筑工程中，动态监测技术在确保工程安全与提高效率方面的不可或缺的作用。
3、深基坑围护结构的关键动态监测技术
3.1地表位移监测
在深基坑工程中，地表位移的动态监测是维护建筑安全的核心环节。实施这种监测时，应运用测斜仪来追踪深基坑支护结构及相邻土层的横向深层位移，对于分析和预测周围土壤的移动模式极为重要。利用高精度的全站仪来建立一个三维坐标系统，可对支护桩顶的水平和垂直位移进行精细监测。此外，通过在钢筋混凝土内埋设应力传感器，可对支护结构承受的应力进行实时监测，及时发现潜在的风险和问题（图1）。
图1 测斜仪示意图
在深基坑工程中，对桩顶水平位移和沉降进行精密观测至关重要。观测点需沿着基坑四周合理布置，以监测基坑边缘的钻孔桩的形变。桩身水平位移的监测同样不容忽视，通过在基坑周围安装测斜管来实现，管道与钻孔桩长度一致，确保监测数据的全面性和准确性。在混凝土支撑力的测量上，选择适当的监测截面和位置是关键。基准点的选址需远离潜在干扰，例如，交通和地下管线，以保障测量结果的稳定性和准确性。基准点的建立需深入基岩，确保监测的稳定性。监测手段包括使用高精度测量设备来观测支护结构的水平和竖向位移。
在深基坑工程中，对支护结构顶部的水平和竖向位移进行精确检测是确保整体工程稳定性的关键环节。监测点的设置通常位于支护桩的顶部或冠梁上，其中，角铁的固定使用膨胀螺丝来完成，并且在其表面附着反光贴，便于监测。在基坑顶部为土层的情况下，钢筋的插入深度需符合一定的标准，例如，不得小于50厘米，确保监测的准确性。监测数据的收集和处理采用极坐标法或小角度法，这些方法专门用于测量基坑的水平位移。此外，需通过导线测量或后方交会方法对工作基准点的稳定性进行定期检查。这些细致的监测过程和技术，不仅涵盖了对基坑结构位移的精确测量，还包括了对监测设备本身稳定性的持续评估。例如，检查监测设备是否受到环境因素如温度、湿度或其他自然条件的影响。监测过程中应考虑到邻近建筑物和地下设施的影响及其对基坑稳定性可能产生的潜在风险。
3.2土体应力与变形监测
在混凝土支撑梁的应力监测中，使用钢筋应力传感器是一种有效的手段。通常以串联的形式进行安装，连接方式采用套筒连接。这种监测方式有助于实时追踪支撑梁的应力变化。安装应力计时，对每根导线进行细致的整理和加固，确保连接牢固性。为了便于后期数据的追溯和分析，导线的编号应明确标记。
监测手段包括将传感器导线与连接线的两极相连，操作人员通过读数仪获取数据。监测数据会在显示屏上展示，记录在专门的记录表，便于后续的分析和评估。对于钢支撑梁表面的内力监测，同样可以应用应力传感器。传感器直接与钢管并联，并通过焊接方法固定。在整个安装过程中，导线的整理和加固同样重要，且每根导线的编号需在防护栏杆上清晰标记，保证监测系统的有序与准确。通过这种方式，可以准确捕捉钢支撑梁内力的变化，为评估深基坑围护结构的稳定性提供关键数据。
4、数据处理与分析
有效的数据采集方法包括实时数据传输和数据存储与管理，这些方法确保收集到的信息准确无误且及时可用。实时数据传输允许监测团队迅速响应土体和结构的任何微小变化，而精心设计的数据存储系统则确保长期监测数据的安全性和完整性。数据分析方面，专业的软件工具被用于处理数据，将复杂的监测数据转化为易于理解的信息，帮助工程师和决策者做出科学合理的判断。此外，应建立有效的预警机制提前识别潜在风险，采取预防措施，保障工程安全。基于数据分析的结果，当监测到的数据超出安全阈值时，可立即发出警报，确保相关人员能够及时采取应对措施，避免或减少可能的损害。通过这样的数据处理和分析方法，深基坑工程的安全性得到提升，工程风险有效控制。
5、结束语
随着技术的不断发展和创新，深基坑工程领域将继续见证更多先进监测技术和方法的应用，提高工程安全性和效率。对于深基坑工程的研究与实践，将不断推动相关领域的学术和技术进步，为城市建设与发展作出重要贡献。
参考文献
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