基于GIS建筑的沉降變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理分析

周堅 常智勝

（貴州省地礦局一一三地質(zhì)大隊 貴州六盤水 553000）

基于GIS建筑的沉降變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理分析

周堅 常智勝

（貴州省地礦局一一三地質(zhì)大隊 貴州六盤水 553000）

隨著建筑工程信息化發(fā)展趨勢，利用GIS建立沉降變形監(jiān)測體系，可及時發(fā)現(xiàn)建筑基礎(chǔ)潛在的異常隱患，提出切實可行的基礎(chǔ)工程改造依據(jù)。本文以實際案例為對象，分析了建筑GIS沉降變形監(jiān)測意義及方法，結(jié)合數(shù)據(jù)處理結(jié)果提出切實可行的基坑支護(hù)改造方案。

GIS；沉降變形；監(jiān)測；數(shù)據(jù)處理

一直以來，建筑物在建設(shè)過程中及竣工后的安全，成為人們關(guān)注的問題。而建筑物沉降變形監(jiān)測成果便成為工程質(zhì)量評價中的一個重要部分。沉降變形是建筑工程常見病害，對建筑整體結(jié)構(gòu)性能具有破壞性。為了提高建筑空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工單位要定期實施沉降變形監(jiān)測，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理與分析，為工程病害治理提供指導(dǎo)性依據(jù)。

1 工程概況

本次工程為貴陽市區(qū)東側(cè)某住宅建筑群，于2012年8月發(fā)生沉降變形，經(jīng)分析后選擇42根深基坑實施加固與支護(hù)。查閱日常定期監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，深基坑施工2013年10月施工完畢后至2014年10月初，深基坑發(fā)生位移，附近水泥地面發(fā)現(xiàn)裂縫，且有不斷擴大的趨勢。從建筑安全角度考慮，選用GIS對建筑沉降變形進(jìn)行監(jiān)測，提高對建筑物結(jié)構(gòu)的綜合控制力。

2 GIS建筑沉降變形監(jiān)測方法及過程

由于國內(nèi)外項目實施方案的差異性，建筑項目施工決策及管理存在諸多不同，增加了施工單位參與作業(yè)管理的難度?？紤]到建筑項目施工的特殊性，要結(jié)合工程實況提出有效變形監(jiān)測對策，進(jìn)一步優(yōu)化項目施工流程，重視建筑的沉降變形監(jiān)測工作，有助于提高區(qū)域數(shù)據(jù)處理的精確性，為建筑工程規(guī)劃改造提供指導(dǎo)依據(jù)。

2.1 變形監(jiān)測意義

變形監(jiān)測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測、對變形體變形形態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行預(yù)測等的各項工作。隨著世界經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢到來，各個國家之間工程合作項目越來越多，促進(jìn)雙方建筑行業(yè)經(jīng)濟快速增長。

2.2 變形監(jiān)測方法

（1）工藝分析。深基坑支護(hù)必須按照標(biāo)準(zhǔn)工藝執(zhí)行，在工藝準(zhǔn)則引導(dǎo)下建立科學(xué)的工藝方案，提高整個施工流程的針對性，才能確保深基坑工程達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)。本次結(jié)合工程改造要求，擬定工藝步驟：鉆孔灌注樁-定位錨孔-鉆孔工作-錨桿的穿插-第一次注漿-第二次注漿-開展腰梁工作-張拉鎖定-監(jiān)測施工。

（2）監(jiān)測布網(wǎng)。本次沉降變形監(jiān)測中，嚴(yán)格按照技術(shù)設(shè)計的要求進(jìn)行，水平基準(zhǔn)網(wǎng)按邊角網(wǎng)方式觀測4個測回，變形點水平位移按極坐標(biāo)法分別在A2、A3上各觀測2個測回。垂直位移監(jiān)測網(wǎng)往測的奇數(shù)站：后、前、前、后；往測的偶數(shù)站：前、后、后、前；返測時觀測方法與往測方法相反；每測段或全線路一定為偶數(shù)站落點。

3 建筑沉降變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析

現(xiàn)階段，國內(nèi)施工單位承接建筑項目數(shù)量越來越多，不同項目對施工操作要求也不一樣，往往增加了施工單位作業(yè)難度。受到主客觀因素影響，建筑項目施工管理存在諸多難點，不同國家、區(qū)域、項目等對施工單位提出標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，如何構(gòu)建現(xiàn)代化施工管理模式，這是眼下必須考慮的問題。

3.1 基準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果

（1）水平基準(zhǔn)網(wǎng)成果

由于數(shù)據(jù)有限，選擇A1數(shù)據(jù)作為分析對象，統(tǒng)計了復(fù)測值、差值等數(shù)據(jù)（如表1）。

（2）垂直基準(zhǔn)網(wǎng)成果（如表2）

由表1～2數(shù)據(jù)可見，基準(zhǔn)網(wǎng)各個點較為穩(wěn)定，觀測期間兩個月內(nèi)，各點變化較小，完全可作為基準(zhǔn)點使用。

3.2 變形點數(shù)據(jù)分析

（1）水平位移中期數(shù)據(jù)如表3。

（2）垂直位移中期數(shù)據(jù)如表4。

表1

表2

表3

表4

根據(jù)10、11次觀測數(shù)據(jù)分析，建筑呈外擴且下沉趨勢，尤其是10～16號變形點位移速率較快，建筑上的裂縫明顯增大。應(yīng)立即對建筑采取支護(hù)樁加固等有效有效措施，以防再度變形導(dǎo)致崩塌。

4 建筑深基坑支護(hù)加固技術(shù)

建筑項目工藝流程復(fù)雜，不同階段形成的工藝標(biāo)準(zhǔn)不一樣，施工期間修改或調(diào)整工藝方式而延遲了工期，影響了其他項目施工進(jìn)度。例如，建筑建設(shè)中，由于路基土石方和結(jié)構(gòu)造物工程量大量增加。結(jié)合GIS監(jiān)測結(jié)果，要編制一套完整的基坑加固施工方案，減小沉降變形造成的異常隱患，主要工藝：

4.1 鉆孔灌注樁工作

先確定導(dǎo)管埋深的具體位置，按照混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃控制，通常導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)部3cm左右，然后可以執(zhí)行灌注樁施工流程，確保灌注樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高灌注樁整體的結(jié)構(gòu)性能。施工過程中，導(dǎo)管要保持正常的組合狀態(tài)，除了控制導(dǎo)入深度外，還要對灌注樁澆筑過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般澆筑時間間隔為30min左右。

4.2 鉆孔定位

鉆孔之前，要利用測量儀器進(jìn)行定位處理，測量放樣與定位是不可缺少的環(huán)節(jié)。定位是為了更好地執(zhí)行鉆孔流程，保證深基坑鉆孔后處于穩(wěn)定的狀態(tài)，以免鉆孔過程發(fā)生偏差或斷層等問題。其中，控制鉆機角度是十分關(guān)鍵的，角度偏差＜2°，高差＜30mm。

4.3 鉆孔

進(jìn)行鉆孔前需要調(diào)整鉆機的鉆頭，將其定位在錨桿孔位下標(biāo)，保證孔位的偏差大于100mm；保證鉆機施鉆的深度在0.2m；鉆進(jìn)速度0.3～0.5m/min，拔出的速度定為 0.5～0.6m/min。

4.4 制作錨桿

進(jìn)行錨索鉆孔工作時，編制工作要在現(xiàn)場開展，把截好的鋼絞線放置在作業(yè)平臺上，錨固段和錨索設(shè)計長度需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量出，并標(biāo)記好，在錨固段范圍內(nèi)，每0.6～1m將中隔離支架穿對，綁扎一道固定環(huán)隔離支架，張拉段上每隔1m綁扎固定環(huán)，同時用套管套上，最后將螺帽帶在錨桿的端頭。

4.5 封口注漿工作

注漿過程中要控制速度及注漿量，更加深基坑結(jié)構(gòu)要求完成操作，如：注漿管設(shè)置、預(yù)留孔布局等均是控制要點。上述工藝執(zhí)行結(jié)束，需進(jìn)行注漿口封閉處理，為混凝土及砂漿凝固創(chuàng)造有利條件。

5 結(jié)論

總之，隨著GIS技術(shù)在建筑工程中的普及化應(yīng)用，對建筑實施沉降變形監(jiān)測可獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，提高了沉降、變形等病害監(jiān)測效率。施工單位要結(jié)合GIS數(shù)據(jù)結(jié)果，對建筑病害進(jìn)行綜合分析，擬定深基坑加固與支護(hù)技術(shù)方案，降低基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)病害對建筑物造成的損壞。

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TU196.2

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1004-7344（2016）18-0305-02

2016-6-10