高層建筑基坑工程變形監(jiān)測探討

張 棟

中基發(fā)展建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 101300

引言

在最近的幾年時間里，我國社會經(jīng)濟水平得到了顯著的提升，有效的推動了我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的進程，再加上民眾對高質(zhì)量生活的渴望，使得大量的高層建筑應(yīng)時而生。在這個趨勢下，對深基坑工程施工技術(shù)提出了更高的要求。在實施高層建筑地基結(jié)構(gòu)的過程中，為了保證施工的質(zhì)量和工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要針對基坑工程實施變形監(jiān)測工作。

1 變形監(jiān)測的概述

1.1 定義

變形監(jiān)測其實質(zhì)是說借助專業(yè)的設(shè)備工具，對檢測對象實施監(jiān)督岑量工作，判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間在受到各種因素的影響的情況下出現(xiàn)的變化的特征[1]。

1.2 高層建筑基坑工程變形監(jiān)測的目的

針對高層建筑基坑結(jié)構(gòu)實施變形監(jiān)測工作，其目的就是保證建筑工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，并且可以實施了解高層建筑施工過程中基坑支護結(jié)構(gòu)的建造狀況。針對高層澆筑基坑工程實施變形監(jiān)測，如果工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常變形能夠及時的報警，并且可以為工作人員進行工程支護結(jié)構(gòu)施工工作進行切實的調(diào)整提供信息數(shù)據(jù)參考。其次，借助基坑變形監(jiān)測工作能夠?qū)崟r了解基坑施工支護結(jié)構(gòu)的各方面情況，判斷施工過程中可能遇到的問題，制定出有效的預(yù)防和解決方案，從而實現(xiàn)促進高層建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的[2]。

1.3 變形監(jiān)測的意義

一是對于滑坡而言，隨著監(jiān)測時間的變化，能夠進一步研究導(dǎo)致滑坡的原因，為滑坡的預(yù)防提供支持；二是對于機械設(shè)備而言，變形監(jiān)測能夠有效保證設(shè)備運行的安全性、高效性和可靠性，還能夠為新產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化提供技術(shù)支持；三是在地殼構(gòu)造運動監(jiān)測方面，對于近期地殼斷裂帶的應(yīng)力聚集、地殼水平運動和垂直運動等地球動力學(xué)現(xiàn)象、鐵路工程、大型特種精密工程等具有深刻意義[3]。

1.4 監(jiān)測計劃

在實施基坑挖掘工作的時候，因為基坑內(nèi)土體結(jié)構(gòu)的載荷在逐漸的降低，基坑內(nèi)外土體和水源的壓力無法達到平衡，極易引發(fā)基坑結(jié)構(gòu)的變形情況，所以針對基坑實施的監(jiān)測工作可以劃分為三個不同情況，所有的項目在基坑挖掘之前都需要進行原始參數(shù)的測量。首先，在挖掘重點位置，監(jiān)測工作的頻率不能超出三天一次。其次，通常的情況下可以十天監(jiān)測一次。最后，在實施主體結(jié)構(gòu)建造工作的時候，要保證二十天監(jiān)測一次。如果形變情況超出規(guī)定標準或者是現(xiàn)場變化較為明顯的時候需要進行實時監(jiān)控。在發(fā)現(xiàn)危險隱患的時候，應(yīng)該持續(xù)進行監(jiān)測。

1.5 監(jiān)測要求

（1）結(jié)合結(jié)構(gòu)載荷擔(dān)負能力，綜合分析結(jié)構(gòu)受力和形變情況，對施工實施及時監(jiān)測。

（2）在實施監(jiān)測工作的過程中，獲得的信息數(shù)據(jù)，需要及時進行更新完善。

（3）在開展監(jiān)測工作的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)問題要第一時間進行上報[4]。

1.6 資料整理與信息反饋

在針對施工工作實施監(jiān)測的時候，務(wù)必要保證與設(shè)計工作人員保持良好的溝通聯(lián)系，并且要結(jié)合施工現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，為支護工程施工工作的開展提供數(shù)據(jù)參考。

（1）在監(jiān)測工作結(jié)束之后，要第一時間編制出報表，向工程各個參與方匯報結(jié)果，如果監(jiān)測出現(xiàn)嚴重位移情況的時候，要立即向有關(guān)行政結(jié)構(gòu)進行上報，并且要在一天之內(nèi)以書面文件的形式進行告知。如果監(jiān)測結(jié)果正常可以在監(jiān)測工作結(jié)束之后的三天內(nèi)向有關(guān)監(jiān)理單位提供監(jiān)測報告。

（2）在監(jiān)測工作結(jié)束之后，要安排專業(yè)人員對監(jiān)測結(jié)果進行收集整理，并在規(guī)定的時間內(nèi)為甲方提供正規(guī)的監(jiān)測報告[5]。

2 基坑監(jiān)測工程變形沉降量分析

2.1 基坑監(jiān)測控制點

在選擇基坑監(jiān)測控制點的位置的時候，務(wù)必要對高層建筑結(jié)構(gòu)的實際情況加以綜合分析，保證監(jiān)測控制點視野開闊。諸如：在我國某地區(qū)高層建筑施工單位，將高層建筑結(jié)構(gòu)沉降工作監(jiān)控點選擇在施工現(xiàn)場之外的非機動車行駛場地上，并將場地的定點設(shè)定為BM1，作為高層建筑物沉降監(jiān)測的起算點，其余的監(jiān)測點作為輔助控制點，這樣就提升了高層建筑物沉降監(jiān)測工作的可靠性。

2.2 基坑支護結(jié)構(gòu)豎向位移監(jiān)測

在針對基坑縱向移動監(jiān)測環(huán)節(jié)中發(fā)生的沉降情況實施測量的時候，務(wù)必要充分的結(jié)合沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，將起算點與監(jiān)控點連接在一起，形成水準閉合線路。隨后，結(jié)合工作基點情況來判斷所有沉降點的準確位置，為擴展水準閉合線路的連接提供支持[6]。

2.3 基坑支護結(jié)構(gòu)豎向位移量分析

在針對基坑施工情況實施監(jiān)測工作的時候，要利用專業(yè)的方法，對高層建筑結(jié)構(gòu)的沉降量加以準確的計算，并結(jié)合計算結(jié)果，來綜合判斷基坑支護結(jié)構(gòu)的位置移動情況。在對所有的基坑監(jiān)測點進行測量操作的時候，要結(jié)合上次監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)，對本次沉降量加以計算。綜合沉降監(jiān)測記錄，對沉降位移情況實施整體分析，最終通過計算來獲得平均沉降量、平均沉降的速率以及沉降量最小的觀測點。

3 高層建筑物基坑工程變形監(jiān)測方法

3.1 豎向位移監(jiān)測

在對高層建筑工程基坑結(jié)構(gòu)變形情況實施監(jiān)測的時候，可以選擇使用的方法有很多，其中使用最為頻繁的就是縱向位移監(jiān)測法。這種方法其實質(zhì)就是在基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變的位置的四周，選擇三個基巖水準點，運用單獨高程體系以及最前沿的科學(xué)技術(shù)來進行縱向位移監(jiān)測系統(tǒng)。在開展監(jiān)測工作的時候，務(wù)必要在前期對相關(guān)儀器設(shè)備進行調(diào)整，在各個觀測階段，都不能對工作人員以及使用的監(jiān)測設(shè)備進行調(diào)整，避免監(jiān)測誤差情況的發(fā)生[7]。

3.2 平面監(jiān)測方法

在針對高層建筑工程基坑結(jié)構(gòu)形變沉降情況實施監(jiān)測工作的時候，可以結(jié)合實際情況，選用平面監(jiān)測的方法，在形變位置四周選擇三個適當(dāng)?shù)奈恢卯?dāng)做是水平基準點。結(jié)合相關(guān)規(guī)定利用最前沿的機械設(shè)備來對高層建筑結(jié)構(gòu)的水平角和邊長進行觀測。平面監(jiān)測方法的平面位移的監(jiān)測點都分布在基坑周圍的基坑或者地面上。

3.3 深部土體水平位移方法

在基坑的四周，遵照規(guī)范要求以及操作標準來選擇適當(dāng)?shù)奈恢寐裨O(shè)測斜孔洞當(dāng)做是土體水平位移的監(jiān)測點，將探頭設(shè)置在測斜管道的最底層，實施測量工作，并對測量數(shù)據(jù)進行詳細的記錄。每間隔一米進行一次讀數(shù)，一直持續(xù)到下管的頂部，之后將探頭移出來，翻轉(zhuǎn)之后繼續(xù)安設(shè)到測斜管道中，實施二次測量。

3.4 水位觀測孔

水位觀測孔的安設(shè)工作務(wù)必要嚴格遵照規(guī)范標準落實各項工作，水位管與孔壁之間的縫隙需要利用砂土進行填充。結(jié)合工程施工實際情況以及需求，對水位觀測孔的深度進行準確的計算，這樣才能獲得更加準確的觀測數(shù)據(jù)[8]。

4 基坑觀測實踐操作中的設(shè)備運用以及觀測方法的應(yīng)用

要加大基坑監(jiān)測工作作用的宣傳力度，促使各個層級的工作人員都能夠在思想中對基坑監(jiān)測工作加以重視，所以在確定基坑變形觀測時長以及方式方法之后，要確保對基坑的監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)的準確性，從根本上規(guī)避建筑工程施工過程中危險事故的發(fā)生。在實施測量工作的時候，基坑監(jiān)測技術(shù)的運用可以從下面幾個層面著手：首先，運用專門的深層沉降設(shè)備針對土層質(zhì)量情況進行觀測，只有掌握了地層變化情況，才能更加全面的掌控施工的進度，深層沉降儀器通常是由觀測探頭和連接線路組合而成的，觀測探頭具有良好的吸附能力，能夠保證在針對線路實施連接操作的時候，不會因為引力的問題而導(dǎo)致操作失誤的情況發(fā)生，并且具有專門的刻度尺，可以實施實際測量操作。其次，在實際運用的時候，深層降解設(shè)備能夠自行將無用的數(shù)據(jù)進行剔除，并且可以判斷施工區(qū)域內(nèi)地表層的沉降是不是存在問題，從而能夠為后續(xù)的各項工作的開展提供參考。

4.1 安裝設(shè)備的磁性沉降標尺

一般的時候，要想保證標尺安裝操作按部就班的進行，最為重要的是要在地層中設(shè)置相應(yīng)的孔洞，在實施鉆孔操作的時候，務(wù)必要結(jié)合施工現(xiàn)場各方面情況，準確的計算出孔洞的深度以及規(guī)格，盡可能的保證人工鉆孔的準確性，避免對基坑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成損壞，為標尺安裝工作的開展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

4.2 選取具有磁性的連接探頭

在運用深層沉降儀器設(shè)備對土層土質(zhì)情況實施觀測的時候，需要重視探頭材料的選擇，因為在利用探頭進行探測的時候，需要將探頭放置到孔洞內(nèi)部進行觀測，所以要想確保監(jiān)測結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性，需要對探頭的材質(zhì)加以保證，一般的時候人們通常會選擇PVC材質(zhì)的探頭，因為這類材質(zhì)探頭不易再到環(huán)境的影響而出現(xiàn)損壞的情況。因為連接導(dǎo)管通常都是一次性使用的物品，在一次使用之后，無法進行二次回收利用，所以需要對設(shè)備安裝質(zhì)量加以保證。其次，要對磁性沉降尺的使用加以關(guān)注，首先是要確定磁性圓環(huán)起始位置，這樣能夠有效地規(guī)避測量誤差的情況發(fā)生，將所有觀測得到的數(shù)據(jù)進行收集，并要進行多次重復(fù)觀測，最后計算出平均參數(shù)，盡可能的確保觀測數(shù)值和實際變形值的準確性，從而減少了誤差對實驗結(jié)果的影響。

4.3 磁性沉降標尺的具體觀測工作

在利用磁性沉降標尺來針對基坑進行監(jiān)測工作的時候，工作人員務(wù)必要秉承嚴謹認真的工作態(tài)度，嚴格遵照規(guī)范流程落實各項工作，為了避免標尺操作失誤或者是損壞而導(dǎo)致測量結(jié)果不準確的情況發(fā)生，需要對沉降位置的端口進行專門的處理，首先要對端口周圍的雜質(zhì)進行清理。其次，加強端口穩(wěn)定性。

5 高層建筑物基坑工程變形監(jiān)測案例探討

5.1 案例概況

就我國某地區(qū)高層建筑項目施工工作為實際案例來說，這一工程所處位置于人民路的南邊，項目現(xiàn)場為一個長方形，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，地勢十分平坦，但是施工現(xiàn)場周邊的地理環(huán)境較為復(fù)雜。在地下存在規(guī)模較大的管道線路，在基層的東南方為該項目的鍋爐房，負責(zé)項目的供暖等。西側(cè)和南側(cè)中間有一段高壓變電線路，并且還有區(qū)域內(nèi)部的供水管道和天然氣管道等。

5.2 監(jiān)測依據(jù)和監(jiān)測點分布

在針對高層建筑施工情況實施監(jiān)測工作的時候，工作人員務(wù)必要嚴格遵照規(guī)定要求落實各項工作。首先監(jiān)測工作人員務(wù)必要對工程各方面情況進行全面的了解，結(jié)合基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以及施工情況，對監(jiān)測工作進行合理的安排。在選擇監(jiān)測位置的時候，最為重要的是要對工程項目支護結(jié)構(gòu)的水平位置移動情況進行實時監(jiān)測，結(jié)合施工計劃以及施工實際情況，在已有監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進一步對基坑西側(cè)、西北側(cè)以及南側(cè)西段的位移進行檢測[9]。

5.3 監(jiān)測方法與結(jié)果分析

根據(jù)某地區(qū)工程項目地下室基坑監(jiān)測技術(shù)和規(guī)劃方案，結(jié)合現(xiàn)場情況，監(jiān)測了基坑?xùn)|南側(cè)的鍋爐房以及活動板房等的沉降情況。施工單位依據(jù)監(jiān)測規(guī)范和相關(guān)要求布設(shè)了13個沉降監(jiān)測點，編號分別為J1～J13。在監(jiān)測基坑的支護結(jié)構(gòu)水平位移時，采用了徠卡TS02型號的全站檢測儀，根據(jù)自由測站法以及極坐標法，對埋設(shè)在支護結(jié)構(gòu)體上的水平位移標志進行了監(jiān)測。每次監(jiān)測所得的結(jié)果都同首次采集的數(shù)據(jù)進行對比。通過此種方式，得出了最終的位移數(shù)據(jù)。在監(jiān)測基坑的支護結(jié)構(gòu)垂直位移時，重點監(jiān)測周圍環(huán)境地表的沉降情況。使用了DSZ2水準儀設(shè)備，將工作基點作為基準，在各個沉降監(jiān)測點的位置設(shè)置了二等水準的閉合路線。根據(jù)每一次的監(jiān)測結(jié)果，得出最終的沉降量。經(jīng)過分析可以得出，該工程項目的已經(jīng)從東向西展開了基坑回填，并且在逐步開挖的過程中，對邊坡的支護以及基礎(chǔ)都進行了加固處理，有效緩解了高層建筑工程項目基坑監(jiān)測造成的負面影響。

6 結(jié)語：總而言之，高層建筑基坑變形問題會給高層建筑質(zhì)量帶來不良影響，因此，相關(guān)人員應(yīng)加強基坑變形監(jiān)測，根據(jù)實際情況確定監(jiān)測點，按照相應(yīng)的方法采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，做好頂部垂直位移監(jiān)測高程控制網(wǎng)測量和監(jiān)測點垂直位移測量，同時做好地下水位監(jiān)測，為基坑施工提供數(shù)據(jù)支持，進而全面提升高層建筑的安全性，為人們的人身安全和財產(chǎn)安全提供保障。