深基坑支护施工变形监测与风险防控技术研究

汪文龙

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摘要：城市化进程推进使深基坑工程施工场景愈发复杂，紧邻建（构）筑物、地下管线密集施工成为常态，支护结构变形失控是引发基坑坍塌、周边环境破损的核心诱因。为解决传统监测滞后、风险预判被动、防控措施针对性不足等行业痛点，本文系统性研究深基坑支护施工变形监测核心体系，剖析施工全周期变形风险诱因，整合智能化监测与动态化防控技术，构建“实时监测-风险识别-动态调控－闭环管控”的一体化防控体系。研究成果可为城市深基坑工程安全施工提供技术参考，有效规避基坑施工安全隐患，保障工程质量与周边环境安全，具备重要的工程实践价值与行业推广意义。

关键词：深基坑支护；变形监测；风险防控；施工技术；动态管控

一、引言

随着城市高层建筑、地下轨道交通、综合管廊等基建工程大规模建设，深基坑工程向着大深度、大跨度、复杂化、周边环境敏感化方向发展。深基坑支护作为地下工程施工的临时核心围护结构，承担着阻隔土体、抵御水土压力、防范基坑失稳的重要作用。基坑开挖卸荷、土体应力重组、施工荷载扰动、地下水变化等多重因素，都会导致支护结构产生持续性变形，一旦变形超出可控范围，极易引发基坑滑坡、管涌、周边建筑开裂、管线破损等安全事故，造成严重的经济损失与安全隐患。

当前国内深基坑施工普遍存在监测体系不完善、人工监测时效性差、风险预判依赖经验、防控措施静态固化等问题，难以适配复杂工况下的动态施工需求。因此，开展深基坑支护施工变形监测与风险防控技术专项研究，优化监测流程、精准识别风险、完善防控体系，对提升地下工程施工安全管控水平、推动基坑工程标准化、智能化施工发展具有重要实质性意义。

二、深基坑支护变形核心机理与风险特征

深基坑支护结构变形是土体与支护结构相互作用的动态力学过程，整体遵循“缓慢变形－加速形变－失稳破坏”的发展规律，核心变形类型包含支护结构水平位移、竖向沉降、墙体挠曲变形及坑外土体位移四类。从成因来看，变形风险主要分为自然因素与人为施工因素两大维度。自然因素以地质条件与地下水环境为主，软土、杂填土等软弱土层压缩性高、稳定性差，应力释放后易产生持续蠕变变形；地下水渗流、水位波动会弱化土体强度，增大支护结构受力荷载，诱发不均匀变形。

人为施工因素是变形失控的主要诱因，基坑分层开挖过快、支护施工滞后、钢支撑预应力施加不足、施工机械荷载超标、降水作业不规范等不规范施工行为，都会打破土体应力平衡，加剧支护结构变形。相较于普通土建工程，深基坑支护变形风险具备隐蔽性、累积性、突发性三大特征，初期微小变形难以通过肉眼识别，长期累积后会突然暴发安全事故，且变形传递会连锁影响周边建构筑物与地下管线，风险辐射范围广、危害程度高，这也对施工监测与风险防控的精细化、实时性提出了更高要求。

三、深基坑支护施工变形监测技术体系构建

变形监测是深基坑风险防控的核心前置环节，核心目标是精准捕捉支护结构与周边土体的动态变形规律，为风险预判和施工调控提供依据。针对传统监测技术的短板，本文构建全覆盖、动态化、智能化的监测体系，明确监测核心内容、作业规范与技术要点。

在监测内容布设上，遵循“关键部位重点监测、全域范围覆盖排查”的原则，核心监测项目包含支护墙顶水平与竖向位移、支护墙体深层挠曲变形、支撑结构轴力、坑外地表沉降、地下水位变化及周边构筑物倾斜裂缝监测。监测点位优先布设在基坑转角、支护结构薄弱段、临近敏感建筑及管线区域，实现风险高发区域无死角监测。同时根据基坑开挖、支护、降水、底板浇筑等不同施工工况，动态调整监测频次，在施工活跃阶段加密监测，结构稳定阶段适度缩减频次，兼顾监测时效性与经济性。

在监测技术应用上，摒弃单一人工监测模式，推行“自动化监测+人工复核”的复合监测体系。依托光纤光栅传感器、测斜仪、静力水准仪等高精度监测设备，搭配物联网传输模块，实现变形数据、水位数据、支撑应力数据的全天候自动采集与实时传输，规避人工监测频次不足、数据误差大、滞后性严重的问题。同时建立标准化监测作业流程，规范设备安装、参数校准、数据记录等操作环节，定期开展设备校验与人员实操培训，最大限度降低人为误差与设备故障带来的监测失真问题，保障监测数据的真实性与连续性。

在数据管理层面，搭建智能化数据分析平台，对监测数据进行分类梳理、趋势分析与规律研判，对比不同施工阶段的变形变化特征，精准识别变形速率异常、位移突变等风险前兆，摆脱传统仅凭经验判断的粗放管控模式。

四、深基坑支护施工风险防控关键技术

基于变形监测数据与风险机理分析，结合工程施工全流程，从事前预防、事中管控、事后应急三个维度，构建全方位风险防控技术体系，实现变形风险的源头管控、动态治理与闭环处置。

事前预防是风险防控的基础，核心在于优化施工设计与前置管控。施工前结合场地地质勘察报告、周边环境布局，针对性优化支护结构设计方案，匹配适配的支护形式与支撑体系，从设计层面提升支护结构的抗变形能力。同时完善施工专项方案，明确分层开挖厚度、支护施工时序、降水控制标准，严格落实施工技术交底制度，规范施工人员作业行为，杜绝违规开挖、滞后支护等问题。此外，提前排查场地地下水隐患，优化降水、止水方案，通过止水帷幕、回灌技术稳定地下水位，避免地下水扰动引发的土体变形。

事中动态管控是风险防控的核心，依托实时监测数据实现动态施工调控。建立分级预警机制，根据变形允许阈值设置三级预警标准，针对不同预警等级制定对应的处置方案，当监测数据出现异常波动时，立即暂停高危施工工序，分析变形异常成因，通过补加支撑、调整预应力、优化开挖节奏、加固土体等技术措施，及时遏制变形持续发展。同时严格管控施工荷载，禁止基坑周边超堆载、重型机械违规通行，减少外部荷载对支护结构的扰动，维持土体与支护结构的应力平衡。

事后应急处置是风险兜底保障，建立完善的应急处置预案，明确坍塌、管涌、墙体大变形等突发险情的处置流程、责任分工与技术措施。定期开展应急演练，提升施工团队的突发风险处置能力，一旦发生险情，能够快速启动预案，采取土方回填、临时加固、排水降压等应急技术手段，快速控制险情扩散，降低事故损失。同时建立施工复盘机制，针对施工过程中的变形异常问题，总结技术经验，优化后续施工与防控方案，实现施工全过程闭环管控。

五、技术应用优化与行业价值分析

当前深基坑支护监测与防控技术仍存在智能化程度不足、数据联动性差、防控体系碎片化等问题，为进一步提升管控效果，需持续推进技术优化升级。一方面，推动大数据、人工智能与基坑监测深度融合，依托算法模型实现变形趋势精准预测，提前预判潜在风险，将被动处置转变为主动防控；另一方面，构建施工、监测、设计三方联动机制，根据监测动态数据实时优化施工参数与支护设计方案，实现动态设计、动态施工的一体化管控。同时完善行业标准化作业体系，统一监测布设、数据研判、风险防控的技术标准，规范行业施工行为。

本研究构建的监测与防控体系，解决了传统深基坑施工风险管控粗放、滞后的核心问题，突破了经验化施工的局限，能够有效提升复杂工况下深基坑施工的安全性与稳定性，减少安全事故发生。同时可有效保护城市核心区域地下管线、既有建筑等敏感设施，降低施工对周边环境的扰动，兼顾工程施工效率、质量安全与生态环境效益，适配当前城市精细化施工的发展需求，具备极强的工程落地性与行业推广价值。

六、结论

深基坑支护变形监测与风险防控是地下工程施工安全管控的核心内容，其本质是通过精准监测掌握变形规律，通过科学防控遏制风险发展。本文通过分析深基坑支护变形机理与风险特征，构建了智能化、全覆盖的变形监测技术体系，建立了事前预防、事中管控、事后应急的全周期风险防控体系，形成了一套标准化、可落地的施工管控技术方案。该体系有效解决了传统施工监测滞后、风险预判不足、防控措施单一等痛点，能够精准管控支护结构变形风险，保障深基坑工程施工安全与周边环境稳定。未来需持续推进基坑工程智能化技术升级，深化数据驱动的动态管控模式，进一步提升深基坑工程安全施工的精细化、智能化水平，为城市地下工程高质量建设提供技术支撑。

参考文献

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