淺析深基坑及周邊建筑物沉降觀測

宋方+謝錢波

摘 要：隨著近些年來地下倉庫、停車場的興建，地下的空間被充分的利用，大大促進(jìn)了深基坑的發(fā)展。但是在城市中的深基坑建設(shè)，對其周邊的環(huán)境和地質(zhì)產(chǎn)生了很大的影響，其中深基坑周圍建筑物的沉降問題是深基坑建設(shè)中典型的例子。

關(guān)鍵詞：深基坑；建筑物；沉降觀測；關(guān)鍵因素；預(yù)測方法

隨著我國人口的增加，為了緩解緊張的地面空間，人們充分利用地下空間，例如地下商場、地下停車場、地鐵站等等。開發(fā)地下空間必須進(jìn)行深基坑的挖掘工作，但是在城市中挖基坑會破壞周圍的環(huán)境平衡，嚴(yán)重情況下，會造成人民生命財產(chǎn)安全事故的發(fā)生。因此，找到科學(xué)、合理的方法對深基坑及周圍建筑沉降進(jìn)行觀測是非常具有現(xiàn)實意義的。

1 深基坑及周邊建筑物沉降觀測與預(yù)測的必要性

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，物質(zhì)文明的提高同時也帶動了建筑設(shè)計和施工水平的成熟。為了減少土地與人口之間的尖銳矛盾，高層建筑物和地下空間的利用越來越多，為了保證建筑物的使用壽命和安全性，就必須對深基坑及周邊的建筑物沉降進(jìn)行觀測。

根據(jù)目前我國建筑的相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，對于高層建筑物、古建筑、動力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡檢測等必須進(jìn)行沉降觀測和預(yù)測，尤其是在高層建筑施工中應(yīng)加強(qiáng)沉降觀測和預(yù)測的監(jiān)控力度，應(yīng)用合理的施工工序，在施工中避免沉降現(xiàn)象的發(fā)生，并且在施工過程中必須對信息進(jìn)行及時的反饋，為施工部門提供一切可靠信息源，避免建筑物主體發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，對生命財產(chǎn)造成重大損失。

對于我國土地面積較小但經(jīng)濟(jì)十分發(fā)達(dá)的城市來講，土地資源是非常珍貴的，因此只有利用地下空間來建立大型的商場、停車場等等。由于城市中都是高層建筑物，在開發(fā)地下空間時，挖掘深基坑會對周邊的建筑物產(chǎn)生很大的影響，必須在挖深基坑時進(jìn)行實時的監(jiān)控，對建筑物的沉降現(xiàn)象進(jìn)行觀測，當(dāng)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象時，各個部門需密切注意，并采取措施。

2 工程概況

某醫(yī)院的住院部進(jìn)行中深基坑挖掘，開挖的深度為10米，基坑的支護(hù)型是采用北側(cè)靠路，利用圍護(hù)樁加拉支護(hù)的方式；南面靠醫(yī)院的門診樓，利用止水帷幕樁的支護(hù)方式，其他的地方以1：1的比例做土釘墻。這項工程檢測工作從2013年9月15日到2013年12月5日結(jié)束，總共為82天，大概在11月的下旬，基坑周邊沉降現(xiàn)象已基本填平。根據(jù)施工單位對監(jiān)測對象的要求，需要監(jiān)測的建筑物為住院樓，總共五層、天然地基、位于總基坑的南面，距離約為5米。

3 監(jiān)測的目的和依據(jù)

這次監(jiān)測的目的是根據(jù)現(xiàn)場的觀測，掌握深基坑水平移位和周邊建筑物的垂直變形情況，在出現(xiàn)變形或者超過正常范圍時會發(fā)出警報，以保證基坑和附近建筑物的安全，為深基坑的挖掘提供有效的信息依據(jù)。

本次監(jiān)測依據(jù)的是根據(jù)建設(shè)單位和設(shè)計單位的要求、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范、建筑基坑工程的監(jiān)測規(guī)范、建筑變形規(guī)范等。

4 監(jiān)測項目和監(jiān)測點的布置

4.1 工作基點的布置。根據(jù)現(xiàn)場的條件，應(yīng)將工作基點設(shè)在有利于監(jiān)測和深基坑影響范圍比較穩(wěn)定的地區(qū)。根據(jù)對現(xiàn)場觀測條件的勘查，建立一個沉降觀測水準(zhǔn)網(wǎng)，并在網(wǎng)上建立三個左右的基準(zhǔn)點。

4.2 監(jiān)測項目和監(jiān)測點的布置。根據(jù)基坑開挖的深度、支護(hù)特點、周邊環(huán)境和建設(shè)單位的要求等方面的要求，依照原有的監(jiān)測方案確定基坑監(jiān)測的項目。

首先，對一期工程地下室的水平移位和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測方案中標(biāo)出沿壓頂圈梁位置每隔16米設(shè)定一個水平移位觀測點，總共應(yīng)設(shè)定17個左右；其次，對周邊建筑物沉降監(jiān)測，根據(jù)原有監(jiān)測要求，需對門診樓進(jìn)行垂直的沉降觀測，沉降點的設(shè)定必須符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的要求，在這段位置設(shè)10個沉降觀測點。監(jiān)測工作隨著深基坑挖掘不斷的變化，必須監(jiān)測深基坑周圍建筑物沉降和不均勻的沉降問題。

5 現(xiàn)場監(jiān)控

在基坑開挖前，必須在支護(hù)結(jié)構(gòu)壓頂上設(shè)水平移位觀測點，并在附近的建筑物標(biāo)出沉降測量標(biāo)志點。

5.1 預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。首先，支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平移位觀測值達(dá)到為已累計大于0.5%深度、位移速率達(dá)到5毫米每小時、臨近地面出現(xiàn)裂痕；其次，周邊建筑物、路面的沉降觀測值達(dá)到建筑物的變易變形大于等于0.2%、建筑物的變形接近0.15%，并仍在繼續(xù)擴(kuò)大、地面最大沉降值域開挖的深度比值為0.5%、肉眼可以看到的明顯變化。

5.2 監(jiān)測方法和精度要求。觀測方法和要求：使用AT-G2型號的精密水準(zhǔn)儀、光標(biāo)尺，根據(jù)光學(xué)觀測方法，對觀測點的觀測順序和方法按照閉合環(huán)線法進(jìn)行。在觀測過程中避免受空壓機(jī)和攪拌機(jī)震動的影響，并對觀測的結(jié)果進(jìn)行記錄。精度的要求：根據(jù)建筑物變形的情況對監(jiān)測的精度進(jìn)行確認(rèn)，在這次監(jiān)測過程中可以采用二級精度要求，將基準(zhǔn)點的中誤差小于等于0.5毫米。在觀測中實現(xiàn)的長度要求為小于等于50米，前后視距為小于等于2米，基輔分劃讀數(shù)差為小于0.5米，環(huán)線閉合差小于等于1n每毫米。

5.3 監(jiān)測精度。在周邊建筑物。路面的沉降監(jiān)測中，每次記住點觀測的環(huán)線閉合差都小于1n。根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》可以算出，基準(zhǔn)點測站高的差為0.06毫米，小于允許值的0.5毫米。

5.4 監(jiān)測頻率。（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)頂?shù)乃揭莆槐O(jiān)測。首先，在深基坑開挖的前期，要對深基坑進(jìn)行每周兩次的監(jiān)測，在遇到大雨和降雨的時候，需一天一次進(jìn)行觀測；其次，底板澆筑到地下室封閉期間，每四天進(jìn)行一次監(jiān)測，遇到暴雨時，每三天進(jìn)行一次監(jiān)測；最后，在基坑回土期每半個月進(jìn)行一次監(jiān)測。（2）周邊建筑物的沉降觀測。與支護(hù)結(jié)構(gòu)樁墻以為進(jìn)行觀測時需同步進(jìn)行，在基坑開挖前進(jìn)行一次觀測。

5.5 監(jiān)測信息的反饋。為了保證基坑工程的正常施工和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，確保周圍建筑物的安全與使用，需盡早對深基坑的變形和受力進(jìn)行反饋，與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位和施工單位進(jìn)行協(xié)商、針對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平移位的累計量，以及與周邊建筑物累計沉降值進(jìn)行分析。觀察完成后，需向建設(shè)單位反映支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境的變形情況。

6 觀測結(jié)果和分析

6.1 水平移位成果。從9月15日到11月20日的觀測數(shù)據(jù)表明，支護(hù)結(jié)構(gòu)觀測點位移結(jié)果級水平位移觀測點位移量分別為-3毫米和5毫米。

6.2 垂直變形成果。根據(jù)結(jié)果顯示，周邊建筑物觀測點的垂直變化情況為：-0.2毫米；-0.1毫米；0.9毫米；1.1毫米；0毫米；0.2毫米；-1毫米；-0.9毫米；-0.5毫米；-0.4毫米。

6.3 結(jié)果分析。首先，根據(jù)上述結(jié)果顯示我們可以發(fā)現(xiàn)水平移位點在-3毫米到14毫米之間，這是在允許的范圍之內(nèi)，在地下室地板完工后，位移增量變??；其次，根據(jù)結(jié)果顯示，周邊的設(shè)施垂直觀測點變形較小，是在允許的范圍之內(nèi)；最后，到2013年的12月5日為止，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)運行正常，沒有出現(xiàn)異常情況，周邊的設(shè)施也使用正常，沒有異常情況。

7 結(jié)語

通過對觀測深基坑及周邊建筑物沉降的研究，我們可以了解深基坑下沉對人們的生命財產(chǎn)安全造成的影響。因此，本文通過實例將深基坑及周邊建筑物沉降進(jìn)行了細(xì)致的觀測，相關(guān)部門必須將對深基坑沉降的觀測作為工作中的重點，保障社會的穩(wěn)定和人民的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 李紅超，周榮，鞠麗君.深基坑周邊建筑物及地面垂直變形數(shù)據(jù)分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2007，10（23）.

[2] 張慧梅，郭英彤，李云鵬，毛成.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在軟土地基路基沉降預(yù)測中的應(yīng)用[J].長安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，06（07）.

[3] 劉欽，余東明，吳宏斌.深基坑開挖對緊鄰建筑物沉降變形的影響[J].低溫建筑藝術(shù)，2007，05（20）.

作者簡介：宋方（1979- ），男，河南南陽人，本科，土地資源管理專業(yè)，研究方向：工程測量、地質(zhì)測繪。