岩土工程施工中如何实施有效的应力监测方案？

在岩土工程施工中，应力监测是保障工程结构安全、验证设计合理性、指导施工决策的关键技术手段。一个有效的应力监测方案，绝非简单地安装几个传感器，而是一个贯穿工程全生命周期的系统性工程，需要科学的规划、严谨的实施与深度的数据分析。

一、 监测方案的核心：目的明确与原则清晰

任何监测方案的出发点都必须是明确的监测目的。应力监测的核心目标在于实时掌握岩土体与支护结构内部的应力状态变化，预警潜在失稳风险，并为动态优化设计、调整施工参数提供数据支撑。方案的制定应遵循安全性优先、系统全面、经济适用、动态连续的基本原则。这意味着，监测点位的布设必须覆盖工程的关键部位和风险区域，如基坑支护的支撑点、边坡的潜在滑裂面、隧道拱顶和侧壁等。方案需在满足精度和可靠性要求的前提下，进行成本优化，避免过度监测。

二、 监测内容与方法：从对象到技术的精准选择

应力监测的内容需根据具体的工程对象来确定。主要可分为以下几类：

1.岩土体内部应力监测：主要监测土压力、孔隙水压力以及围岩应力。这对于评估地基承载力、边坡稳定性、隧道围岩压力分布至关重要。常用仪器包括土压力盒和孔隙水压力计。例如，在深基坑工程中，需在坑外土体及支护墙后分层埋设土压力盒，以监测主动土压力和被动土压力的实际分布，与设计值进行对比。

2.支护结构应力监测：主要监测支护结构自身的内力，如支撑轴力、锚杆（索）拉力、衬砌应力等。这是判断支护体系是否安全、设计是否合理的最直接依据。常用仪器有钢筋计、混凝土应变计、轴力计和锚索测力计。例如，在基坑内支撑上安装轴力计，可以实时掌握各道支撑的实际受力情况，防止因轴力过大导致失稳。

3.接触压力监测：监测围岩与初期支护、初期支护与二次衬砌之间的接触压力，用以了解荷载的传递机制和相互作用关系。这通常使用界面型土压力计进行测量。

在技术方法上，除了传统的传感器埋设观测，现代监测技术融合了自动化数据采集系统（DAS）、光纤传感技术（如FBG）和无线传输技术，实现了监测数据的实时、远程、自动化获取，大大提高了监测的效率和时效性。

三、 关键参数与标准引用：让方案有据可依

一个专业的监测方案必须引用并遵循国家及行业的相关规范和标准，这是其权威性和科学性的基础。主要参考标准包括：

《岩土工程勘察规范》（GB 50021）：该规范是岩土工程领域的根本大法，其中明确要求，当施工或环境条件改变造成孔隙水压力、地下水压力变化对工程设计或施工有较大影响时，必须进行监测。这为在富含地下水地层中进行孔隙水压力监测提供了强制性依据。

《建筑基坑工程监测技术标准》（GB 50497）等专项标准：这类标准对基坑、边坡、隧道等具体工程类型的监测项目、监测点布置、监测频率和报警值给出了详细规定。例如，规范会明确基坑不同施工阶段（开挖、浇筑底板、拆除支撑等）的监测频率要求，以及支撑轴力、桩体变形等项目的预警值和报警值。

《建筑岩土工程检验和监测技术规范》：该规范指出，岩土工程监测应根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级确定监测等级，并分阶段进行。这意味着，一个大型复杂场地的深基坑监测方案（监测等级高）与一个简单场地的浅基础监测方案（监测等级低）在监测点密度、仪器精度和频率上应有显著区别。

具体参数示例：在方案中，不能只写“监测土压力”，而应明确“在基坑长边中部支护桩后1m、3m、5m深度处分别布设振弦式土压力盒，量程0-1MPa，精度±0.1% F.S.”。报警值应根据设计计算书确定，例如“支撑轴力设计值为8000kN，预警值设为6400kN（80%），报警值设为7200kN（90%）”。

四、 国家政策与规范解读：融入行业发展脉络

近年来，随着国家对工程质量和安全生产的要求日益提高，监测工作的地位愈发凸显。“十四五”规划中强调推动基础设施智能化升级，这直接促进了以物联网、大数据和人工智能为核心的智慧监测技术的发展。应力监测方案应积极响应该趋势，考虑部署智能传感器和云平台，实现从“被动监测”向“主动预警与智能决策”的转变。

国家大力推行“双碳”目标，在监测方案中也可体现绿色理念。例如，通过精准的应力监测优化支护设计，减少材料用量；采用低功耗的无线传感网络，降低系统长期运行的能耗。

五、 方案实施与数据分析：从数据到决策的闭环

再完美的方案，落地执行和质量控制才是关键。仪器埋设需严格按照规程操作，确保传感器与岩土体或结构物耦合良好，并做好初始值读取和保护工作。数据采集应遵循预设的频率，在施工关键期（如基坑开挖到底、暴雨后）需加密监测。

获得数据仅仅是第一步，深度的数据分析与应用才是监测的价值所在。需要将实时监测数据与设计预测值、历史数据进行对比分析，绘制应力-时间、应力-深度等变化曲线。当数据出现异常趋势或超过预警值时，必须立即启动报警程序，并分析原因（如是否因超挖、降水、周边加载引起），为工程指挥部提供是否需采取加固、卸载、加速支撑等应急措施的决策依据。最终，所有的监测数据、分析报告应汇编成册，作为工程竣工资料的重要组成部分，为类似工程积累宝贵的实践经验。

一个有效的岩土工程应力监测方案，是一个融合了明确目标、规范标准、精准技术、智能工具和严谨管理的系统工程。它不仅是工程的“心电图”，更是保障人民生命财产安全、推动岩土工程行业向精细化、智能化方向发展的重要技术支柱。