市政深基坑开挖支护施工监测与变形控制技术探析

 李浩玉

 安徽中翊建设有限公司

摘要

城市地下空间开发不断推进，地铁车站、综合管廊、市政隧道等工程建设规模持续扩大，深基坑施工安全面临更高要求。复杂地质条件、周边环境敏感及地下管线密集等因素，增加了基坑施工风险。施工监测是掌握基坑变形规律、评估支护结构稳定性的重要手段，对保障施工安全具有重要作用。文章结合市政深基坑工程特点，分析施工监测与变形控制的技术要求，围绕监测体系建设、支护施工控制、监测数据应用及全过程变形控制等内容展开研究，探讨监测成果与施工管理协同应用的方法，为提升深基坑施工安全管理水平和工程建设质量提供参考。

关键词：市政工程；深基坑；施工监测；支护施工；变形控制

引言

城市地下空间开发不断深入，市政深基坑工程数量逐年增加。此类工程多位于道路、建筑物及地下管线密集区域，施工环境复杂，基坑变形容易影响周边设施安全。传统施工管理更注重支护结构质量，对监测数据的分析利用仍显不足，施工调整缺乏有效的数据支撑。自动化监测、信息化管理及数字化分析技术的推广，为深基坑安全施工提供了新的技术手段。加强施工监测与变形控制研究，建立动态分析和风险预警机制，对提高支护结构稳定性、保障周边环境安全和提升市政工程建设质量具有重要意义。

一、市政深基坑施工监测与变形控制的技术基础

（一）深基坑工程施工特点及监测需求

市政深基坑工程施工周期较长，环境影响因素复杂，安全风险较高。工程多位于城市建成区，受周边道路、建（构）筑物和地下管线限制，支护结构受力复杂，任何施工偏差都可能导致围护结构变形增大，甚至影响基坑整体稳定。地层条件和地下水环境存在差异，进一步增加了变形控制难度。施工监测不仅用于记录位移变化，更重要的是分析变形发展趋势，判断支护结构工作状态，为施工调整提供依据。监测内容包括围护墙水平位移、支撑轴力、地下水位、地表沉降、建筑物沉降及地下管线变形等。科学布设监测点、合理确定监测频率、及时分析监测数据，是实现风险预控的重要保障，也有助于提高施工组织管理的科学性和现场安全管理水平。

（二）支护结构受力与变形形成机理

深基坑开挖改变了原有地应力平衡，围护结构、支撑体系及周边土体重新形成受力状态。围护墙在土压力作用下产生侧向位移，支撑体系承担水平荷载，地下水变化还会影响土体有效应力，导致基坑变形进一步发展。基坑变形具有明显阶段性特征。开挖初期位移增长较快，支撑安装完成后变形趋于稳定；若支撑施工滞后、节点连接不牢或局部土体受到扰动，变形仍可能持续增大。降雨、地下水位变化、施工荷载及邻近工程施工等因素，也会对基坑稳定产生影响，因此需要结合多项监测数据开展综合分析，提高风险识别能力，为支护结构优化和施工调整提供可靠依据。

（三）施工监测与变形控制协同作用

施工监测和变形控制相互配合，共同保障深基坑施工安全。监测负责获取真实数据，变形控制依据监测结果及时调整施工方案，形成动态管理机制。连续监测能够准确反映围护结构位移、支撑受力及地表沉降变化，为施工组织优化提供依据。当监测数据接近预警值时，可通过调整开挖顺序、增设临时支撑或优化降水措施控制变形发展。监测成果还能验证设计参数的合理性，修正计算模型，提高施工控制精度，并与现场巡查、质量检测及风险评估相结合，进一步提升深基坑全过程安全管理水平，为工程安全、有序推进提供更加可靠的技术支撑。

二、深基坑支护施工监测关键技术及实施要点

（一）建立科学完善的施工监测体系

市政深基坑施工安全离不开完善的监测体系和可靠的监测数据。监测方案应结合工程规模、基坑深度、支护形式、地质条件及周边环境，合理确定监测内容、测点布置、监测频率和预警指标，确保监测工作覆盖施工全过程。监测内容应包括围护结构水平位移、支撑轴力、地表沉降、地下水位及周边建（构）筑物、地下管线变形等，全面反映基坑及周边环境变化情况。监测点布设应突出代表性，在转角、支撑节点和邻近建（构）筑物等重点区域适当加密，提高风险识别能力。采用自动化监测与人工复测相结合的方式，既能保证监测数据的实时性，又能提高测量精度，为施工调整和风险预警提供可靠依据。监测单位还应建立数据审核制度，对监测成果进行比对分析，及时排除异常数据和测量误差，保证监测成果真实、完整。施工、监理和设计等参建单位应加强信息共享，定期分析监测成果，准确掌握基坑变形发展规律，为施工组织优化和风险防控提供科学依据。

（二）强化支护施工全过程动态控制

支护结构施工质量直接影响基坑整体稳定性，应将监测数据与施工管理紧密结合，根据变形变化及时优化施工方案，实现施工与监测协同推进。围护结构施工阶段，应严格控制地下连续墙、灌注桩、SMW工法桩等支护结构施工质量，加强垂直度、成槽质量、混凝土浇筑及接缝止水检查，提高围护结构整体刚度。土方开挖应坚持分层、分区、均衡施工，合理控制开挖深度和暴露时间，完成一层开挖后及时安装支撑，保持支护体系稳定。钢支撑安装应保证节点连接可靠、预加轴力符合设计要求，混凝土支撑达到设计强度后方可继续开挖。施工期间应加强现场巡视，结合监测数据分析围护结构裂缝、支撑松动、坑底渗水等异常情况，及时调整施工措施，将安全风险控制在可控范围。针对软弱地层、地下水丰富及周边环境复杂区域，应适当提高监测频率，加强重点部位巡查，发现变形速率异常时及时调整开挖顺序、补充支护措施或优化降水方案，保证各施工工序衔接有序，持续提升支护体系整体稳定性。

（三）提升监测数据分析与风险预警能力

施工监测的重点在于监测成果的分析与应用。通过综合分析围护结构位移、支撑轴力、地表沉降及地下水位等数据，能够准确判断基坑稳定状态和变形趋势，提高风险识别能力。应建立分级预警机制，根据监测数据变化及时采取复测、施工调整、增设支撑、注浆加固或优化降水等措施，防止变形持续扩大。自动化监测系统结合北斗定位、物联网和云平台技术，可实现数据实时采集、智能分析和远程共享，提高风险预警效率。将监测数据与BIM、数字孪生等技术融合，可直观展示支护结构受力、土体变形及施工进度，为施工决策提供可靠依据，进一步提升深基坑施工安全管理水平。监测成果还应建立动态分析档案，对不同施工阶段的数据变化进行对比研究，及时总结变形规律，优化后续施工控制措施。依托信息化管理平台，可实现监测数据、施工进度和现场巡查信息同步更新，提高风险研判效率，为工程安全管理提供更加精准、可靠的技术支持。

三、深基坑施工变形控制技术优化策略

（一）优化开挖组织方式，降低土体扰动影响

深基坑变形控制不仅依赖支护结构自身性能，还与开挖组织方式密切相关。科学合理的施工组织能够有效减轻土体应力释放速度，维持围护结构受力平衡，为支护体系稳定运行创造良好条件。施工单位应结合地质条件、基坑规模及支护形式，编制具有针对性的土方开挖方案，合理划分施工区域，保持各施工段均衡推进，避免局部区域长时间暴露导致土体强度下降。土方开挖宜采用分层、分区、对称作业方式，每层开挖深度应结合支护结构受力情况进行控制。开挖完成后及时安装支撑构件，使围护体系尽快形成稳定受力状态，减少围护墙水平位移增长。对于转角区域、支撑节点附近及地质条件较差部位，应适当缩小单次开挖范围，控制机械集中作业时间，降低施工振动对周边土体稳定性的影响。施工机械运行路线应根据现场条件合理规划，大型机械尽量避开基坑边缘集中停放，运输车辆荷载不得长期作用于坑边区域。雨季施工期间，应加强排水组织，避免地表积水进入坑内造成边坡软化。遇到连续降雨或极端天气，应根据监测结果适当调整施工节奏，必要时暂停土方开挖，对基坑进行全面检查，确保支护体系保持安全稳定状态。

（二）完善地下水控制与支护协同技术

地下水是影响深基坑稳定的重要因素，地下水位变化会直接改变土体有效应力，引起围护结构受力调整。当降水措施不合理时，容易出现坑底隆起、流砂、管涌以及周边地面沉降等问题，对工程安全造成较大影响。因此，地下水控制应与支护施工保持协调配合，根据不同地层条件选择合理的降水方案。施工前应充分掌握地下水赋存条件和水文地质特征，对地下水补给方式、渗透系数及水位变化规律进行分析，合理确定降水井布置位置、井深及抽水能力。降水过程中，应依据监测数据动态调整抽水强度，防止地下水位下降过快造成周边建筑物不均匀沉降。对于止水要求较高区域，可采用地下连续墙、高压旋喷桩、水泥土搅拌桩等止水措施，提高围护结构整体防渗能力，减少地下水渗流对基坑稳定性的影响。坑底出现局部渗漏时，应及时查明渗漏位置及成因，采取注浆封堵、增加止水帷幕或调整降水方案等措施，防止渗流范围扩大。施工期间还应持续关注地下水位变化趋势，将地下水监测数据与围护墙位移、地表沉降等数据进行综合分析，准确判断地下水变化对基坑稳定性的影响，提高变形控制工作的针对性。

（三）推进信息化监测与智能化施工管理

信息技术的发展推动深基坑施工管理逐步向数字化、智能化方向转变。自动化监测设备能够连续采集围护结构位移、支撑轴力、地下水位及地表沉降等监测数据，减少人工观测误差，提高监测效率，为施工管理提供更加及时的数据支持。

施工现场可建设信息化监测管理平台，将各类监测设备接入统一数据库，实现数据自动采集、实时传输、集中存储和智能分析。平台依据监测数据变化趋势自动生成统计曲线、分析报表及风险预警信息，帮助管理人员快速掌握基坑整体运行状态。技术人员结合监测成果与现场巡视记录，对异常数据进行综合判断，及时调整施工组织方案，提高风险处置效率。BIM技术、物联网技术及数字孪生技术不断应用于市政深基坑工程，使施工管理更加精细化。通过建立三维模型，可直观展示支护结构布置、施工进度及监测点位分布情况，监测数据能够实时映射到数字模型中，形成可视化管理界面。管理人员能够更加准确地分析围护结构受力变化、土体变形规律以及周边环境影响，提高施工决策的科学性。依托智能分析模型，还可对未来变形趋势进行预测，为施工调整提供参考依据，实现风险预控由经验判断向数据驱动转变。

结语

市政深基坑工程施工环境复杂，施工监测与变形控制是保障工程安全的重要环节。建立全过程监测体系，强化开挖组织、支护施工、地下水控制和风险预警之间的协同管理，能够及时掌握基坑受力变化，降低变形风险，提高支护结构稳定性，减少施工对周边道路、建（构）筑物及地下管线的影响。工程实践表明，监测数据只有与施工管理和技术决策紧密结合，才能充分发挥风险预控作用。今后，应持续完善监测技术体系，推进信息化、智能化技术应用，提升全过程风险管控能力，不断提高市政深基坑工程施工质量和安全管理水平，为城市基础设施建设提供更加可靠的技术保障。

参考文献

• 李迎春,钮玉萍.地铁超深基坑变形控制成套技术[J].江苏建筑,2024,(6):104-107.
• 杨树芳,高勒德其,白璐.软土地质深基坑变形控制要点探讨[J].内蒙古公路与运输,2024,(6):22-27.DOI:10.19332/j.cnki.1005-0574.2024.06.006.
• 刘志强.建筑深基坑工程的施工监理控制要点分析[J].散装水泥,2024,(6):65-67.
• 陈建山.某软土区深基坑支护设计分析[J].四川建材,2024,50(11):92-93+96.
• 王会武.市政排水管道深基坑开挖支护施工技术分析与研究[J].中华建设,2024,(10):178-180.

...