高層建筑深基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測探析

張咚泉

【摘 要】隨著建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來高層建筑和超高層建筑的建設(shè)工程項目越來越多，相應(yīng)的深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛，但在實際應(yīng)用過程中深基坑支護(hù)工程容易出現(xiàn)變形問題，影響建筑物質(zhì)量，所以需要加強對高層建筑深基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測分析。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；深基坑支護(hù)；變形監(jiān)測

一、前言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口數(shù)量急劇增多，對高層建筑和超高層建筑工程項目的需求越來越大，對深基坑技術(shù)要求也越來越高。在深基坑支護(hù)過程中，深基坑支護(hù)工程的變形會對整體工程的順利施工以及鄰近建筑的安全性能產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，在基坑開挖的過程中，受到地面下沉和坑底回彈等變形因素的影響，也會導(dǎo)致基坑失穩(wěn)和支護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌，威脅施工人員的生命財產(chǎn)安全。因此，必須要加強對深基坑支護(hù)工程變形的監(jiān)測，保證施工的安全性和可靠性。

二、高層建筑深基坑支護(hù)工程的必要性

在建筑工程項目中基坑支護(hù)工程作為一個重要的環(huán)節(jié)容易受到周邊建筑物、施工質(zhì)量、施工流程、地面防水作業(yè)、降水作業(yè)、土方開挖、氣候條件、地質(zhì)水文條件等各種因素的影響，導(dǎo)致設(shè)計內(nèi)容和實際工作狀態(tài)存在一定的差異，容易出現(xiàn)變形問題，所以，做好高層建筑深基坑支護(hù)工程的監(jiān)測與研究具有十分重要的意義。基坑支護(hù)監(jiān)測可以為基坑周邊環(huán)境中的建筑以及各種設(shè)施的保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持，工作人員對基坑周邊的道路、管道網(wǎng)絡(luò)以及建筑情況進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測，以評判基坑工程支護(hù)保護(hù)措施的準(zhǔn)確性，及時發(fā)現(xiàn)支護(hù)工程的問題并進(jìn)行解決，減少高層建筑施工對周圍環(huán)境造成的破壞。其次，深基坑監(jiān)測還可以為工程項目信息化的施工提供依據(jù)，實時的監(jiān)測能夠讓工作人員及時掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化情況、巖土層應(yīng)力狀態(tài)以及深基坑支護(hù)項目變形問題等，施工人員和設(shè)計人員可以將設(shè)計方案與監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的分析對比，以明確施工是否滿足施工規(guī)劃的要求，為后續(xù)的施工與設(shè)計提供參考，達(dá)到信息化施工的目的。此外，深基坑監(jiān)測項目還有利于進(jìn)行設(shè)計方案的優(yōu)化，深基坑項目監(jiān)測可以明確設(shè)計過程中沒有考慮到的各種問題，經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的分析研究之后可以進(jìn)行修改與校正，以保證項目施工的可靠性和準(zhǔn)確性。

三、高層建筑深基坑支護(hù)工程變形種類與問題

1.基坑底部變形

在進(jìn)行高層建筑深基坑開挖的過程中，如果基坑的寬度比較大，而且開發(fā)深度較深，則容易出現(xiàn)基坑底部塑性隆起問題，基坑底部中心位置會從中心開始塌陷，并從四周位置逐漸升高，出現(xiàn)中間大而四周小的情況。當(dāng)開挖深度不大時，則在基坑中心位置發(fā)生隆起問題的幾率更高，程度也相應(yīng)更大。基坑底部變形會導(dǎo)致建筑工程項目的穩(wěn)定性嚴(yán)重下降，縮短工程項目的使用壽命。

2.墻體變形

如果基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)沒有在高層建筑深基坑施工開始后建立好而且基坑開挖深度比較小，則容易出現(xiàn)墻體頂部偏移現(xiàn)象。在一般情況下，位移方式都是呈三角形狀進(jìn)行的，但如果基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)建立完成之后才發(fā)生墻體變形問題，則一般都是墻體向著基坑外側(cè)出現(xiàn)一定的位移，這種現(xiàn)象被稱之為墻體水平變形。在實際施工的過程中，土體本身的重量釋放也會造成墻體產(chǎn)生豎向變形，表現(xiàn)為墻體的上升，而嚴(yán)重破壞整個基坑的安全性穩(wěn)定性。

3.地面沉降

地面沉降是所有基坑施工過程中必須考慮的問題，對于高層建筑項目來說，地面的沉降對建筑物的破壞要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中低層建筑。施工單位在施工之前必須要做好地基的考察與處理，保證地基強度能夠滿足高層建筑長期使用的要求。從實際調(diào)研情況來看，如果地基土質(zhì)比較松軟，且墻體入土深度較低，非常容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，引起施工質(zhì)量問題。但如果地基的土質(zhì)比較硬，則容易發(fā)生地面位移，也會嚴(yán)重破壞高層建筑的穩(wěn)定性。[1]

四、高層建筑深基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測方法

1.監(jiān)測目的與監(jiān)測要求

根據(jù)高層建筑深基坑支護(hù)工程施工要點，要及時測定施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)頂以及周邊實體的變形情況，明確施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化以及基坑的變形情況，合理判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體狀態(tài)，及時改動設(shè)計數(shù)據(jù)，保證施工的安全性和科學(xué)性。按照基坑支護(hù)工程方案設(shè)計以及建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，確定監(jiān)測的項目以及監(jiān)測點的數(shù)量，做好監(jiān)測點與基準(zhǔn)點的布設(shè)與保護(hù)。監(jiān)測點布置完畢之后，要布置明顯的警示標(biāo)志，避免監(jiān)測點被破壞，在工程項目基坑開挖之前首先確定初始值，在基坑開挖之后每三天測量一次基坑數(shù)值，在開挖速度加快的階段每天測定一次數(shù)值。測量頻率還受到氣候的影響，如果出現(xiàn)連續(xù)下一天或者不正常變形情況，也需要每天測量一次。如果出現(xiàn)報警值，則需要適當(dāng)提高測量頻度，每天測量兩次或者三次。[2]

2.測量方法

根據(jù)相關(guān)項目標(biāo)準(zhǔn)，對深基坑支護(hù)工程進(jìn)行的測量主要是包括沉降測量水平、位移測量以及地下水位測量。在進(jìn)行高層建筑深基坑支護(hù)工程水平位移測量時，采用坐標(biāo)法將全站儀架設(shè)到穩(wěn)定的基準(zhǔn)點位置并觀測測點坐標(biāo)，取三次測量值作為初始值。前一次觀測值與本次觀測值的差值作為累計位移量，相應(yīng)的水平位移精度以及水平位移報警值根據(jù)基坑類別來確定。在對深基坑水平垂直位移進(jìn)行檢測的過程中，可以通過在兩端設(shè)置觀測點作為基準(zhǔn)點，然后定期對兩端位置進(jìn)行檢查，選取多個具有代表性的觀測點，保證設(shè)計環(huán)境與實際使用環(huán)境之間的差異控制在一定范圍之內(nèi)，并利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行測量。

沉降的變形監(jiān)測是通過高程基準(zhǔn)點間附合水準(zhǔn)線路或者聯(lián)測一條閉合水準(zhǔn)線路來實現(xiàn)的，各監(jiān)測點的高程由線路的工作點確定，在施工之前，測量好各個監(jiān)測點的高程初始值，取三次測量的平均值。將這一次測量的高程減去上一次測量的高程得到這段時間內(nèi)建筑物的沉降量，本次測量的高程減去一開始的高程所得的為累計沉降量，根據(jù)高層建筑深基坑的類別，確定監(jiān)測精度和監(jiān)測報警值，與實際測量結(jié)果進(jìn)行對比，合理調(diào)控施工流程和施工方案，保證施工的穩(wěn)定性和安全性。

在進(jìn)行高層建筑深基坑支護(hù)工程地下水位測量時，首先確定水位觀測井的位置，并將地下水位管放入水位觀測井的孔洞當(dāng)中。然后用中砂和粗砂等滲透水材料填實，用水準(zhǔn)儀測得水位管管口高度以及管口頂部到管內(nèi)水位的高度差，從而確定自然水面和計算水位的相對標(biāo)準(zhǔn)高度。在觀測管埋設(shè)穩(wěn)定之后，測定各個孔洞水位高程的初始值，三次測量取平均值。初始值與日常監(jiān)測值之間的差值為地下水位的累計變化量，這一次測量值與前一次測量值之間的差值為一次變化量，地下水位測量的精度設(shè)置為0.5cm。

3.數(shù)據(jù)的分析與處理

在深基坑支護(hù)工程監(jiān)測過程中采用專業(yè)的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，并保存相應(yīng)的原始資料，按照要求進(jìn)行計算、分析與復(fù)核，并整理成正式的記錄報告。明確不同的采集方法以及不同原理儀器設(shè)備的使用誤差，及時處理和反饋每次的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對比測量過程中產(chǎn)生的偶然誤差和系統(tǒng)誤差，根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容和監(jiān)測數(shù)據(jù)的不同，采用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而可以準(zhǔn)確反映基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍建筑物的受力狀態(tài)和變形狀態(tài)，以預(yù)測高層建筑未來的變化情況，為后續(xù)工程建設(shè)提供專業(yè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

五、結(jié)束語

綜上所述，高層建筑深基坑支護(hù)工程變形會對建筑物的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，對人們的生命財產(chǎn)安全帶來極大的威脅。因此，必須要做好高層建筑深基坑支護(hù)工程變形監(jiān)測，明確變形的主要部位以及檢測方法。本文主要對高層建筑深基坑支護(hù)工程變形的種類以及變形監(jiān)測的方法進(jìn)行探究，希望能夠為建筑工程行業(yè)高層建筑施工提供一定的參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 楊玉堂. 不同基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)下膨脹土基坑邊坡變形響應(yīng)分析[D]. 西南交通大學(xué)，2016.

[2] JGJ 8-2007， 建筑變形測量規(guī)范 [S].