深基坑施工沉降问题的预测方法与现场控制

一、引言

深基坑工程在城市地下空间开发里应用越来越广，涉及地铁站场、综合管廊、地下商业体等多类建设项目。由于开挖深度较大、工况复杂，施工过程不可避免地会扰动土体结构，改变地下水位，造成地表沉降及周边环境变形。如果沉降问题得不到控制，就会危及邻近建筑物、市政管线的安全，影响施工进度和工程质量，严重时还会引发结构性事故。

沉降预测与控制成了深基坑施工管理的关键部分。预测环节要结合地层情况、支护系统、水文环境，准确把握沉降发展规律，给施工组织给予科学根据；控制手段着重在动态施工时马上干预。通过改良支护刚度、调整地下水位、改善施工工艺、执行信息化监测，做到对沉降的全程管理，二者并重才能切实减小危险，保证工程安全。

在这种情况下，对沉降预测方法以及现场控制措施展开研究，既有理论上的意义，也有实际操作的价值[1]。通过寻找可行且能够与施工过程紧密结合的技术手段，可以形成起一套科学、系统且可操作的管理体系，从而给日后遇到类似复杂环境时开展深基坑工程留下可供借鉴和参考之处。

二、深基坑施工沉降的预测方法

1.数值模拟与实测参数的动态校正结合

沉降预测在施工阶段更注重与现场的匹配。利用有限元模型输入原位测试得到的压缩模量、渗透系数等参数，先建立基线预测，在开挖过程中不断引入监测沉降、支护变形数据进行反演修正，使计算结果逐步接近实际。这种方法具有物理合理性和适应性，可以降低参数不确定性带来的误差。

2.信息化平台与预测模型对接

自动化沉降监测点的数据被实时传送到平台上以后，可以同数值模型或者机器学习模型融合，从而形成出沉降发展曲线。同静态值相比，这种动态预测能够提前察觉到沉降速率出现异常状况，进而引导施工方尽早去调整[2]。对于那些地下水影响比较大的工况，可以加入降水量以及水位改变的数据，创建起“ 降水-水位-沉降” 这样的联动模型，以此来加强预测的精准性。

3.预测结果向施工控制指标的转化

沉降预测不能止于技术层面，要直接指导施工。比如根据预测结果设置沉降日变化阈值，超过阈值就触发调整工序、加支撑、回灌等操作。这样让预测结果成为施工管控的量化依据，形成“ 预测—监测—调整” 闭环，真正体现沉降预测在一线施工的决策作用。

在实际工程中，由深基坑开挖而引起的邻近土体水平位移和竖向位移，通常与基坑降水引起的变形耦合在一起，使土体变形更加复杂。按经典稳定流理论来预测降水邻域内复合地基沉降值与实测结果有较明显的差异。实践证明，利用半理论、半统计的方法预测复合地基沉降是一条可行的技术路线。

三、深基坑施工沉降的现场控制

1.支护结构刚度与变形控制的均衡策略

支护结构的设计属于沉降控制的第一步，刚度不够就会引起支护位移过大，从而产生基坑周边的地层附加沉降，刚度过高，会造成施工成本升高、施工难度加大。实际操作当中，应当依循地层特征以及周边环境的敏感情况，做到差异化设置，在软弱土层或紧邻关键建筑物处，可以用地下连续墙搭配钢筋混凝土内撑，达成较高的支护刚性标准，在周边环境相对宽松的地方，就可以选用桩锚组合的形式，减少建造开支。

2.地下水位调控及沉降风险预防

地下水位下降往往会造成大面积不均匀沉降，所以降水和回灌应作为一个整体方案实施。常见的做法就是在基坑周围设立井点来降低地下水位，而且还要设立回灌井，通过控制抽水量以及回灌流量，维持地下水位处于动态平衡状态[3]。对于像富水砂层这种渗透性强的地层来说，可以配合帷幕止水或者注浆加固这些手段，缩减渗漏途径。信息化自动控制系统近些年用得比较多，按照即时的水位检测数据自动调整抽排和回灌，防止因人工操作延迟导致风险，从而有效地控制沉降范围及其速度。

3.施工顺序与工艺优化措施

沉降的发展和开挖顺序相关，合理的施工组织能明显缩减沉降量。工程经验显示，分层分区对称开挖可削减土体应力积聚，防止局部快速沉降。在深基坑里，必要时可采用逆作法，让主体结构慢慢变成支撑系统，缩减基坑暴露时长。施工期间也可通过设置临时支撑，调整开挖速度等方式做小幅度调整。譬如，监测数据体现沉降速率太快的时候，就立刻放缓开挖速度或者拉长支撑安装时间，这样就能让土体应力逐步释放，减小沉降危险。

4.信息化监测与风险预警的闭环管控

现场控制的效果好坏取决于监测系统的即时反馈，布置自动化沉降观测点、倾斜计、水位计之后，就能做到数据的即时采集并上传。监测平台对数据加以处理之后，可以形成沉降发展曲线，再同预先设定好的报警阈值执行比较，如果沉降速率或者累计值靠近控制标准的时候，系统就会自动发出警报信息[4]。这时，施工单位就可以立刻启动预案，比如增添支撑、启动回灌或者改变开挖方法，这样一种闭环式管理方式，把预测、监测和控制整合起来，实现从被动应对到主动防范的转变，明显增强了沉降控制的可靠性。

四、结语

深基坑施工中遇到的沉降问题具有成因复杂、影响范围广且风险突出的特性。随着预测方法不断向前发展，工程人员可以分阶段对沉降趋势做到有针对性的了解，经验公式可以很快估计出范围，理论解析能显示出土体固结及应力变化规律，数值模拟在复杂工况下占优，数据驱动的方法则为动态预测开拓了新的途径。通过多种方法的综合运用及实时修正，预测的可靠性和指导性将大幅提升。

现场控制属于沉降管理的重要部分。支护体系的恰当设置决定着基坑稳定的基础，地下水位的动态调节关联着周边地层沉降的范围，施工的先后顺序和工艺的改进可以削减应力集中以及不均等沉降，信息化监测与预估手段保证了管理的主动性和及时性。这些举措相互结合，才可能在复杂环境下实现安全可控。

参考文献

[1]李忠超,贺振昭,梁荣柱,等. 地铁车站两侧零距离深基坑开挖影响数值模拟[J/OL].中国铁道科学,1-11[2025-08.27].https://link.cnki.net/urlid/11.2480.U.20250828.1549.006.

[2]姚志雄,方佳斌,蔡亦来,等. 滨海软土地层邻近高铁桥的深基坑支护结构力学性状及对环境的影响[J].城市轨道交通研究,2025,28(08):65-71.

[3]刘玉果,王冰辉,乐冀,等. 倾斜互层下深基坑分区降水及变形控制研究[J].地震工程学报,2025,47(05):1065-1075.

[4]杨海滨. 基于小应变模型的软土地区超深基坑开挖模拟与变形特性分析[J].中国铁路,2025,(07):65-74.