高層建筑物基坑變形觀測(cè)及預(yù)警技術(shù)

■陳加新

(深圳市金世紀(jì)工程實(shí)業(yè)有限公司　廣東　深圳　518000)

高層建筑物基坑變形觀測(cè)及預(yù)警技術(shù)

■陳加新

(深圳市金世紀(jì)工程實(shí)業(yè)有限公司廣東深圳518000)

基坑變形觀測(cè)技術(shù)是基于當(dāng)前城市高層建筑的不斷增多、基坑深度不斷加大的基礎(chǔ)上提出的，其主要目的是為了確保當(dāng)前施工的安全性。不過(guò)與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的基坑變形觀測(cè)技術(shù)仍然有一定的差距。本文對(duì)基坑變形觀測(cè)體系進(jìn)行了較為細(xì)致的分析，從監(jiān)測(cè)內(nèi)容、綜合考慮因素、預(yù)警技術(shù)等角度闡述了基坑變形技術(shù)的發(fā)展，以期促進(jìn)高層建筑基坑領(lǐng)域的發(fā)展。

高層建筑物基坑變形觀測(cè)預(yù)警技術(shù)

1　引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，高層建筑也如雨后春筍一般漸漸增多起來(lái)，建筑物的增多使得人們對(duì)高層建筑物的基坑越發(fā)的重視。長(zhǎng)期以來(lái)，由于高層建筑基坑工程的施工建設(shè)存在著較強(qiáng)的隱蔽性，因此，在施工過(guò)程中便出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這些需要我們重視起來(lái)，真正的采取切實(shí)有效的觀測(cè)方式與技術(shù)來(lái)對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的預(yù)防與解決，從而確保高層建筑物基坑的質(zhì)量安全。

2　高層建筑基坑的相關(guān)概念與基坑工程的施工特點(diǎn)

2.1建筑基坑的一些基本概念

建筑基坑具體可以分為以下幾個(gè)部分，第一為建筑基坑:主要指的是在項(xiàng)目施工建設(shè)的開始階段，為了進(jìn)行建筑物的地下室與地下管網(wǎng)的施工所挖掘的在地面以下的施工作業(yè)的空間。第二為基坑壁:它指的是構(gòu)成基坑空間的側(cè)壁，在沒(méi)有支護(hù)之前，它被稱為土體裸壁，不過(guò)在進(jìn)行了支護(hù)后就稱它為建筑基坑的一個(gè)側(cè)壁。第三是排樁懸臂樁:就是指使用某一種樁型，依照隊(duì)列的排列方式進(jìn)行布置，從而構(gòu)成基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)。第四土釘墻:土釘墻就是在施工作業(yè)時(shí)，將土釘錨固在建筑鋼筋的網(wǎng)片上，然后再將混凝土噴在其表面從而形成一個(gè)具有相應(yīng)厚度的墻面層，這樣就能夠較好的保護(hù)基坑側(cè)壁土體的總體穩(wěn)定性。第五為腰梁:它是指設(shè)置在支護(hù)結(jié)構(gòu)之下的能夠起到錨桿的支撐點(diǎn)和傳遞支護(hù)結(jié)構(gòu)作用的鋼筋混凝土式連梁。第六冠梁:指的是建設(shè)在排樁頂部的鋼筋混凝土的連梁。第七為基坑周邊環(huán)境:主要是指建筑基坑在施工建設(shè)期間與基坑的使用階段，一些可能會(huì)受到基坑影響的建筑物、地下管網(wǎng)、道路、水域、貨廠等統(tǒng)稱為基坑的周邊環(huán)境。

2.2建筑基坑工程的施工特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于周圍的環(huán)境，大型的深基坑工程在施工時(shí)都會(huì)對(duì)其造成比較大的影響，比如地下水位、巖石等，更為值得注意的是，施工極有可能會(huì)對(duì)基坑周圍環(huán)境所受的保護(hù)對(duì)象以及支護(hù)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些不可預(yù)測(cè)的危險(xiǎn)，那么這對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，是十分危險(xiǎn)的。選取支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是依據(jù)施工環(huán)境的數(shù)據(jù)、基坑的安全等級(jí)與相應(yīng)的勘探巖土結(jié)果。然后再根據(jù)控制地下水的方法與支護(hù)結(jié)構(gòu)的最終類型來(lái)對(duì)基坑的檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行有效的選擇。另外，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置以及數(shù)量要與基坑的施工環(huán)境、地質(zhì)狀態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)，建設(shè)時(shí)要準(zhǔn)確的反映出其安全狀態(tài)與受到的影響程度，從而確保其安全性。

3　建筑物基坑變形的監(jiān)測(cè)體系

3.1基坑變形技術(shù)的研究分析與監(jiān)測(cè)內(nèi)容

通過(guò)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)研究對(duì)深基坑周圍土壤的變形有作用的點(diǎn)，我們可以得出以下一些影響深基坑變形作用的因素，它們分別是基坑開挖之后所需要的時(shí)間;基坑的系統(tǒng)數(shù)據(jù);深基坑四周相鄰架構(gòu)的形式特點(diǎn);地基的土壤狀況。在此期間，我們了解到，從控制基坑變化的角度來(lái)分析，在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，相應(yīng)的增加阻擋土墻，其目的是控制基坑的安全系數(shù)，將土墻看成空間受力體系的有效組成部分；從以時(shí)空效應(yīng)的角度來(lái)分析，我們還能找到開挖進(jìn)尺等主要的影響因素的影響。

對(duì)基坑的斜側(cè)變形部分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即要對(duì)坡頂?shù)某两蹬c位移進(jìn)行觀測(cè)，監(jiān)測(cè)施工建設(shè)周圍的建筑物是否發(fā)生變形、地表是否出現(xiàn)裂縫等情況。此外，為了有效掌握支撐梁的應(yīng)力情況，還應(yīng)該監(jiān)測(cè)立柱是否出現(xiàn)變形。應(yīng)該說(shuō)，對(duì)基坑變形的監(jiān)測(cè)工作貫穿于整個(gè)施工作業(yè)的全過(guò)程，因此，相關(guān)單位需要安排專人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作人員在施工監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真，提高監(jiān)測(cè)效率，從而確保建筑施工的安全性。

3.2基坑變形觀測(cè)技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些科技含量高的尖端基坑變形觀測(cè)儀器受到越來(lái)越多的關(guān)注，尤其是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用在基坑觀測(cè)上時(shí)，更是深基坑變形觀測(cè)技術(shù)一個(gè)巨大的飛躍。應(yīng)該說(shuō)，基坑變形觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展從最初的光學(xué)檢測(cè)器發(fā)展為當(dāng)下電子檢測(cè)儀器，從原先的水準(zhǔn)儀發(fā)展到了當(dāng)下的廣泛應(yīng)用，對(duì)于基坑的質(zhì)量監(jiān)測(cè)目前已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。其中，自動(dòng)跟蹤全站儀的應(yīng)用，可以有效的幫助建筑工作人員從多個(gè)角度來(lái)了解相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；激光掃描儀的應(yīng)用，能夠快速高效的獲取空間位置以及相應(yīng)的其他因素。

3.3在實(shí)際應(yīng)用中基坑變形觀測(cè)技術(shù)應(yīng)該綜合考慮的因素

首先，在開挖基坑時(shí)，需要事先聲明基坑工程的安全性能，工作人員要深入一線，具體考察施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，并明確標(biāo)識(shí)出周圍建筑物與地下管道等情況。

第二，在施工的具體階段，需要仔細(xì)的觀測(cè)基坑的支護(hù)樁是否發(fā)生了較為嚴(yán)重的形變，并仔細(xì)思考深層土體以及基坑周圍土體的變形情況并分析引起其變形的主要原因，而后予以解決。

4　建筑物基坑預(yù)警技術(shù)

目前，信息化的施工建筑方式已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了建筑基坑工程當(dāng)中，它主要包括有信息采集、信息反饋與處理、安全預(yù)警、施工建設(shè)與控制等幾個(gè)方面的內(nèi)容。在開挖深基坑過(guò)程中，一般來(lái)講，基坑的破壞具有突然性，基坑事故一旦發(fā)生，將會(huì)給項(xiàng)目的施工建設(shè)帶來(lái)難以估量的損失。由于基坑工程容易受到地質(zhì)、水文、降水等多方因素的影響，尤其是基坑旁存在建筑物或城市地下電纜等市政設(shè)施時(shí)，發(fā)生事故的概率將大大增加。因此，在基坑工程施工階段，必須要強(qiáng)調(diào)施工的信息化，強(qiáng)化施工觀測(cè)，依據(jù)基坑土體位移的變化來(lái)時(shí)刻掌握基坑的起伏狀態(tài)。在發(fā)現(xiàn)基坑有可能出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)要及時(shí)采取措施，防止基坑的失穩(wěn)。

預(yù)警技術(shù)要求，位移觀測(cè)基點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)該不少于兩點(diǎn)且均勻分布在合理的范圍之內(nèi)，每個(gè)觀測(cè)的時(shí)間間隔也要依據(jù)具體的基坑項(xiàng)目與施工進(jìn)度來(lái)確定。當(dāng)基坑位移變形或者變形的速度超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之時(shí)，就要加大觀測(cè)力度，增加觀測(cè)頻率，尤其是在有明顯事故征兆時(shí)應(yīng)該連續(xù)的觀測(cè)。

對(duì)于基坑變形的控制值，需要依據(jù)周圍環(huán)境對(duì)變形的敏感程度來(lái)分別對(duì)待,一般情況下應(yīng)該控制在以下范圍之內(nèi)：支護(hù)的結(jié)構(gòu)水平，其位移應(yīng)該不大于50mm，周圍地面沉降變形為不大于40mm,基坑變形報(bào)警值應(yīng)該為上述控制值的80%?；拥奶?、斷裂從征兆到破壞都有一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。通過(guò)對(duì)原位監(jiān)測(cè)結(jié)果的仔細(xì)分析，能夠避免漠視規(guī)劃要求，野蠻挖掘盲目加快施工進(jìn)程的出現(xiàn)，從而規(guī)避釀成項(xiàng)目事故周圍建筑物沉降等事故的發(fā)生。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于當(dāng)今城市高層建筑的不斷發(fā)展，建筑物基坑變形觀測(cè)的研究在不斷的深入發(fā)展。其主要目的是為了解決現(xiàn)在建筑施工的安全性，不過(guò)深基坑變形觀測(cè)是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，其發(fā)展存在許多的影響因素，并且與觀測(cè)地點(diǎn)的人文、地基、環(huán)境以及施工工藝方法和方案等有較大的關(guān)系。因此在開挖基坑時(shí)，相關(guān)單位要具體仔細(xì)觀察基坑是否發(fā)生過(guò)嚴(yán)重的形變，并認(rèn)真的探討深層土體變形情況，從而保證施工的安全。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-200-2