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摘 要：基坑的安全性是工程施工中关注的重点之一，支护结构是影响基坑安全性的一大因素，要确保基坑的安全性，就必须做好基坑支护位移和安全性监测的动态预报工作。本文笔者就对基坑支护位移和安全性监测建立了动态预报体系，并提出了相关理论依据和方法。
关键词：基坑支护；位移；安全性；监测；动态预报
基坑工程的施工最重要的就是确保基坑开挖的稳定性，近几年，我国有关基坑不稳定而引发的施工安全事故经常发生，造成这类事故的原因有很多，包括支护类型不恰当、支护设计不科学、施工方法不当等，同时，施工现场安全监测工作不到位也是一大重要原因，由此可见，建立基坑支护位移和安全性监测的动态预报体系是非常必要的。
一、概述
在开展软土工程施工的过程中，必须确保基坑开挖的稳定性和安全性，近些年，基坑工程安全事故频繁发生，仅以上海市为参考对象，在最近十年间，该市发生的基坑失稳安全事故几乎已经达到上百起，导致的直接经济损失高达数亿元。之所以会出现这类安全事故，原因很多，其中最主要的原因包括施工荷载力偏低、水土压力不够、支护类型选择不科学、外界因素干扰等。对以往的工程安全事故进行分析不难发现，除了管理、监督等方面的因素外，当前在基坑支护设计中缺乏科学的计算方法和理论也是一大重要因素，在施工监测方面还没有形成比较完善而成熟的规章制度，而且也不能根据现场的实际情况采取适当措施对基坑开挖的可靠性作出科学估计。
对于基坑支护设计工作来说，当前比较常见的计算方法主要有两种，即平面应变问题分析法和弹性地基梁法。其中，第二种方法在理论和实践上已经取得较大进步，国内的应用经验也积累了不少，而且不乏创新性发展。尽管如此，由于软土地层本身具有复杂的特性，这两种方法在实际应用中仍然存在许多亟待改进之处，包括地层受力变形特征、水土压力的确定、实效性仿真等，其中比较突出的问题是对空间效应影响的判断还没有形成科学成熟的方法体制，这就导致计算出的数据和实际状况有很大的差异。因此，在实际开展工程项目建设的过程中，必须提高对基坑支护位移和安全性监测的重视度，做好动态预报工作，使基坑施工安全质量得到有效提升。
二、基坑支护工程的特点
对于基坑支护工程来说，不确定性是最为突出的一个特点，具体来说主要包括以下不确定性：第一，由于某些偶然变化而导致的不确定性因素。例如，施工现场的土压力分布突然发生变化、意外发现地下管线、施工周边环境变化等，这些偶然变化因素都会对基坑工程的顺利施工产生一定程度的影响。第二，地基土的不确定性。地基土的特性本身就是变化的，在基坑的不同区域、不同的施工阶段，地基土在支护结构中发挥的作用及其所具备的抗力都会不断变化。第三，变形的不确定性，在基坑支护结构设计中，变形控制是至关重要的一步，同时，这一步也是比较困难的一步，因为造成变形的因素多种多样，包括地基土的特性、地下水位升降变化、构件截面特征、墙体刚度等多方面的原因。第四，外力的不确定性，支护结构上的外力并非固定不变，而是随着施工手段、工艺流程、环境状况等的变化而不断变化的。上述这些不确定性足以证明在基坑施工整个过程中，做好安全性监测的动态预报工作必不可少。
三、基坑支护结构安全监测预警标准
（一）支护结构位移
我国大多数地区都将总位移量确定为基坑开挖变形监控的预警指标。比如，广州市就提出一级基坑支护结构上部的最大位移必须在3厘米以内，且地面的沉降深度最高不能大于2.5厘米，北京地区也出台了和该市差不多的规定。根据周边环境的差异，应提出针对性的要求，天津地区就提出在软土地区开挖基坑的深度应在8厘米左右，对于基坑施工场地10米以内的范围存在管线或者建筑物的地区，则明确规定支护结构的位移应当在3厘米～5厘米之间，对于周边区域没有建筑物的则可以增加到15厘米～20厘米。针对基坑周边建筑物必须加以保护的区域，可依据实际情况需要设置最大位移量。
（二）支护结构倾斜
针对一些本身就存在安全问题的基坑进行监测预警，不同的城市在标准上也各不相同，上海市的标准规定基坑开挖深度和最大位移的比值应在0.6%～1.2%之间，对于临近建筑物和地铁施工区域来说，要求正常状态下最大位移和开挖深度的比值在0.5%～1%之间，一旦比值达到1%，则需要报警，这一标准主要是针对周边没有重要设施的区域。深圳市规定的预警标准为最大位移和开挖深度的比值达到0.25%～2%，当周围环境条件比较复杂的时候取较小值作为标准。针对钉墙支护形式，我国出台的相关技术标准规定，在进行基坑开挖的时候，基坑顶端的侧向位移和开挖深度之间的比值若高于0.3%，则必须加大观测力度，分析问题发生的根源，并及时进行加固施工，此外，针对一些围护结构弯矩等无明显折点的曲线，一旦发现曲线上出现明显折点，则应当视为报警情况进行处理。
四、基坑支护位移和安全性监测的动态预报
（一）安全监测预报的主要方式
在基坑开挖过程中，周边土体和支护发生的位移往往难以很好地预测，这其中涵盖围护墙体侧向最大位移、地表最大沉降等，一直以来，相关人员都将以往工程施工实践中所得出的经验作为预测变形程度的主要方法，近几年，随着理论与实践的发展，施工开挖支护过程的有限元方法为基坑变形的判断提供了更为细致、准确的分析手段，但是对于怎样确定土体输入参数的问题却仍然停留在经验主义阶段。当前，预测基坑边形的方式越来越多，包括智能预测控制法、反分析法、回归分析法、统计时效曲线法等，本文笔者主要研究的是反分析法在变形预测方面的实际应用。
（二）对反分析法进行优化改进的流程
利用反分析参数、现场监测数据信息等，可对基坑支护位移和安全性监测构建动态预报体系，并提出分析的基本原理和方法。这一流程包括以下几步：首先，应对现场测量的数据信息进行搜集和统计。其次，应通过优化反分析过程来获取计算参数。最后，应根据反分析计算所得出的数据来预估下一环节开挖稳定性以及位移大小。这一优化流程在基坑开挖过程中的应用能大幅提升基坑开挖安全性预测的准确性和及时性，进而对整个施工过程发挥出重要的指导意义。
（三）动态预报技术
基坑施工现场的数据信息主要分为测量信息、工程信息和地质信息三种类型。其中，地质信息主要涉及土层介质的类型与分布、地下水位状况、粘聚力等多方面的参数，測量信息指的是能在施工现场采用仪表等设备进行量测的信息，包括支护位移大小、应力增量等。工程信息主要涵盖支护形式、开挖方案、土方量、工程施工实时进度等信息。这些信息都属于基础性信息，将对预报计算和设计的科学性产生非常关键的影响。本文笔者借助力学模型，参照图1所示过程对基坑支护位移和安全性监测构建动态预报体系。
结语：
综上所述，针对基坑支护工程的特点，对基坑支护位移和安全性进行监测，并构建完善的动态预报体系是非常必要的，在建立动态预报体系的过程中，应将现场信息搜集、围护结构稳定性和变性分析、优化相关参数等相结合，这样才能确保基坑支护位移和安全性监测动态预报体系的科学性。
参考文献：
[1]杨林德，钟才根，曾进伦等.基坑支护位移和安全性监测的动态预报[J].土木工程学报，1999，32（2）：9-13.
[2]陈坤，贾俊鹏.基坑支护位移和安全性监测的动态预报探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[3]杜鸿.安全监测预报技术在基坑支护施工中的应用[J].技术与市场，2013，（2）：32.
[4]严迪锋.岩质深基坑坡顶水平位移动态预测及基坑安全性控制[D].重庆大学，2012.
关键词：基坑支护；位移；安全性；监测；动态预报
基坑工程的施工最重要的就是确保基坑开挖的稳定性，近几年，我国有关基坑不稳定而引发的施工安全事故经常发生，造成这类事故的原因有很多，包括支护类型不恰当、支护设计不科学、施工方法不当等，同时，施工现场安全监测工作不到位也是一大重要原因，由此可见，建立基坑支护位移和安全性监测的动态预报体系是非常必要的。
一、概述
在开展软土工程施工的过程中，必须确保基坑开挖的稳定性和安全性，近些年，基坑工程安全事故频繁发生，仅以上海市为参考对象，在最近十年间，该市发生的基坑失稳安全事故几乎已经达到上百起，导致的直接经济损失高达数亿元。之所以会出现这类安全事故，原因很多，其中最主要的原因包括施工荷载力偏低、水土压力不够、支护类型选择不科学、外界因素干扰等。对以往的工程安全事故进行分析不难发现，除了管理、监督等方面的因素外，当前在基坑支护设计中缺乏科学的计算方法和理论也是一大重要因素，在施工监测方面还没有形成比较完善而成熟的规章制度，而且也不能根据现场的实际情况采取适当措施对基坑开挖的可靠性作出科学估计。
对于基坑支护设计工作来说，当前比较常见的计算方法主要有两种，即平面应变问题分析法和弹性地基梁法。其中，第二种方法在理论和实践上已经取得较大进步，国内的应用经验也积累了不少，而且不乏创新性发展。尽管如此，由于软土地层本身具有复杂的特性，这两种方法在实际应用中仍然存在许多亟待改进之处，包括地层受力变形特征、水土压力的确定、实效性仿真等，其中比较突出的问题是对空间效应影响的判断还没有形成科学成熟的方法体制，这就导致计算出的数据和实际状况有很大的差异。因此，在实际开展工程项目建设的过程中，必须提高对基坑支护位移和安全性监测的重视度，做好动态预报工作，使基坑施工安全质量得到有效提升。
二、基坑支护工程的特点
对于基坑支护工程来说，不确定性是最为突出的一个特点，具体来说主要包括以下不确定性：第一，由于某些偶然变化而导致的不确定性因素。例如，施工现场的土压力分布突然发生变化、意外发现地下管线、施工周边环境变化等，这些偶然变化因素都会对基坑工程的顺利施工产生一定程度的影响。第二，地基土的不确定性。地基土的特性本身就是变化的，在基坑的不同区域、不同的施工阶段，地基土在支护结构中发挥的作用及其所具备的抗力都会不断变化。第三，变形的不确定性，在基坑支护结构设计中，变形控制是至关重要的一步，同时，这一步也是比较困难的一步，因为造成变形的因素多种多样，包括地基土的特性、地下水位升降变化、构件截面特征、墙体刚度等多方面的原因。第四，外力的不确定性，支护结构上的外力并非固定不变，而是随着施工手段、工艺流程、环境状况等的变化而不断变化的。上述这些不确定性足以证明在基坑施工整个过程中，做好安全性监测的动态预报工作必不可少。
三、基坑支护结构安全监测预警标准
（一）支护结构位移
我国大多数地区都将总位移量确定为基坑开挖变形监控的预警指标。比如，广州市就提出一级基坑支护结构上部的最大位移必须在3厘米以内，且地面的沉降深度最高不能大于2.5厘米，北京地区也出台了和该市差不多的规定。根据周边环境的差异，应提出针对性的要求，天津地区就提出在软土地区开挖基坑的深度应在8厘米左右，对于基坑施工场地10米以内的范围存在管线或者建筑物的地区，则明确规定支护结构的位移应当在3厘米～5厘米之间，对于周边区域没有建筑物的则可以增加到15厘米～20厘米。针对基坑周边建筑物必须加以保护的区域，可依据实际情况需要设置最大位移量。
（二）支护结构倾斜
针对一些本身就存在安全问题的基坑进行监测预警，不同的城市在标准上也各不相同，上海市的标准规定基坑开挖深度和最大位移的比值应在0.6%～1.2%之间，对于临近建筑物和地铁施工区域来说，要求正常状态下最大位移和开挖深度的比值在0.5%～1%之间，一旦比值达到1%，则需要报警，这一标准主要是针对周边没有重要设施的区域。深圳市规定的预警标准为最大位移和开挖深度的比值达到0.25%～2%，当周围环境条件比较复杂的时候取较小值作为标准。针对钉墙支护形式，我国出台的相关技术标准规定，在进行基坑开挖的时候，基坑顶端的侧向位移和开挖深度之间的比值若高于0.3%，则必须加大观测力度，分析问题发生的根源，并及时进行加固施工，此外，针对一些围护结构弯矩等无明显折点的曲线，一旦发现曲线上出现明显折点，则应当视为报警情况进行处理。
四、基坑支护位移和安全性监测的动态预报
（一）安全监测预报的主要方式
在基坑开挖过程中，周边土体和支护发生的位移往往难以很好地预测，这其中涵盖围护墙体侧向最大位移、地表最大沉降等，一直以来，相关人员都将以往工程施工实践中所得出的经验作为预测变形程度的主要方法，近几年，随着理论与实践的发展，施工开挖支护过程的有限元方法为基坑变形的判断提供了更为细致、准确的分析手段，但是对于怎样确定土体输入参数的问题却仍然停留在经验主义阶段。当前，预测基坑边形的方式越来越多，包括智能预测控制法、反分析法、回归分析法、统计时效曲线法等，本文笔者主要研究的是反分析法在变形预测方面的实际应用。
（二）对反分析法进行优化改进的流程
利用反分析参数、现场监测数据信息等，可对基坑支护位移和安全性监测构建动态预报体系，并提出分析的基本原理和方法。这一流程包括以下几步：首先，应对现场测量的数据信息进行搜集和统计。其次，应通过优化反分析过程来获取计算参数。最后，应根据反分析计算所得出的数据来预估下一环节开挖稳定性以及位移大小。这一优化流程在基坑开挖过程中的应用能大幅提升基坑开挖安全性预测的准确性和及时性，进而对整个施工过程发挥出重要的指导意义。
（三）动态预报技术
基坑施工现场的数据信息主要分为测量信息、工程信息和地质信息三种类型。其中，地质信息主要涉及土层介质的类型与分布、地下水位状况、粘聚力等多方面的参数，測量信息指的是能在施工现场采用仪表等设备进行量测的信息，包括支护位移大小、应力增量等。工程信息主要涵盖支护形式、开挖方案、土方量、工程施工实时进度等信息。这些信息都属于基础性信息，将对预报计算和设计的科学性产生非常关键的影响。本文笔者借助力学模型，参照图1所示过程对基坑支护位移和安全性监测构建动态预报体系。
结语：
综上所述，针对基坑支护工程的特点，对基坑支护位移和安全性进行监测，并构建完善的动态预报体系是非常必要的，在建立动态预报体系的过程中，应将现场信息搜集、围护结构稳定性和变性分析、优化相关参数等相结合，这样才能确保基坑支护位移和安全性监测动态预报体系的科学性。
参考文献：
[1]杨林德，钟才根，曾进伦等.基坑支护位移和安全性监测的动态预报[J].土木工程学报，1999，32（2）：9-13.
[2]陈坤，贾俊鹏.基坑支护位移和安全性监测的动态预报探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[3]杜鸿.安全监测预报技术在基坑支护施工中的应用[J].技术与市场，2013，（2）：32.
[4]严迪锋.岩质深基坑坡顶水平位移动态预测及基坑安全性控制[D].重庆大学，2012.