深基坑變形監(jiān)測(cè)分析

滕國(guó)

摘 要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，深基坑施工過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求也變得更高。這種技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)建筑物的實(shí)時(shí)施工情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在很大程度上保證建筑工程的質(zhì)量和施工安全。本文從基坑工程變形監(jiān)測(cè)的目的入手，對(duì)深基坑施工變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：基坑工程；變形監(jiān)測(cè)；垂直位移監(jiān)測(cè)

引言

為保證地面向下開(kāi)挖形成的地下空間在地下結(jié)構(gòu)施工期間的安全穩(wěn)定所需的擋土結(jié)構(gòu)及地下水控制、環(huán)境保護(hù)等措施稱為基坑工程?；臃譃樯罨雍蜏\基坑，當(dāng)前大型建筑施工工程所涉及的一般為深基坑?；由疃鹊牟粩嘣黾蛹俺鞘协h(huán)境和地下管線復(fù)雜程度的增加，使得基坑變形監(jiān)測(cè)工作尤為重要?；幼冃伪O(jiān)測(cè)工作的及時(shí)性和準(zhǔn)確性要求高，只有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保證實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，才能確?；庸こ贪踩?、高效的進(jìn)行。

1基坑工程變形監(jiān)測(cè)的目的

建筑物施工需要一定的基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)需要在一個(gè)相對(duì)安全、穩(wěn)定的環(huán)境下施工，由此便有了基坑工程?；庸こ淌侵高M(jìn)行土方支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)、地下水的管控、信息化建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，以確保地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中地下開(kāi)挖形成的監(jiān)控監(jiān)測(cè)的安全、穩(wěn)定。基坑分為深基坑和淺基坑，當(dāng)前大型建筑施工工程所涉及的一般為深基坑?；由疃鹊牟粩嘣黾蛹俺鞘协h(huán)境和地下管線復(fù)雜程度的增加，使得基坑變形監(jiān)測(cè)工作尤為重要。基坑變形監(jiān)測(cè)工作的及時(shí)性和準(zhǔn)確性要求高，只有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保證實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，才能確保基坑工程安全、高效的進(jìn)行。一旦延誤，后果往往難以彌補(bǔ)。

通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)，取得地表沉降、樁頂沉降、樁頂水平位移、樁體水平位移、支撐軸力等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合建筑物沉降、地下管線沉降等情況對(duì)基坑的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，把分析結(jié)果上報(bào)業(yè)主并及時(shí)上傳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使施工能夠信息化，基坑工程的結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的安全才得以保證，從而將基坑施工有效的控制在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，達(dá)到減少基坑施工對(duì)周邊建（ 構(gòu)） 筑物、地表及地下管線擾動(dòng)的目的?；颖O(jiān)測(cè)內(nèi)容：工程周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)。一般情況下，為深基坑（ 含車站、出入口、通道） 開(kāi)挖深度1.5倍的邊緣兩側(cè)范圍的地面、地下周邊建（ 構(gòu)） 筑物、地下管線及道路變形等。與施工相關(guān)的監(jiān)測(cè)。車站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁（ 墻） 頂水平位移及豎向位移、基坑周邊地表沉降、支撐軸力、立柱內(nèi)力、傾斜及豎向位移等。

2深基坑施工中變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的檢測(cè)原則

一般情況下，基坑監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容和監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目都是根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)條件、基坑自身的安全等級(jí)、基坑所處環(huán)境、周圍建筑物的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、地下管線的復(fù)雜情況以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型確定的。隨意的增加或者刪減監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，都有可能威脅基坑自身的安全，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。在深基坑的施工過(guò)程中使用變形監(jiān)測(cè)技術(shù)需要遵循一定的原則：①多次測(cè)量的原則。基坑若發(fā)生變形，就需要對(duì)其變形量進(jìn)行測(cè)量?；拥淖冃瘟渴腔邮┕み^(guò)程中需要控制的一個(gè)重要參數(shù)，它可以反映基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外部土體相互作用的結(jié)果，所以在變形監(jiān)控技術(shù)中需要對(duì)變形量進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，并且在測(cè)量過(guò)程中需要多次測(cè)量以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；②可靠性原則。此項(xiàng)原則也是檢測(cè)技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它的檢測(cè)需要利用專用的可靠性檢測(cè)儀器，并且在檢測(cè)過(guò)程中需要保證檢測(cè)點(diǎn)不受其他因素的影響；③重點(diǎn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵區(qū)域的原則。在深基坑的施工過(guò)程中，不同的區(qū)域可能采取不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)，所以每個(gè)區(qū)域的安全性能和穩(wěn)定也會(huì)有一定的差別，所以在監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要對(duì)那些穩(wěn)定性和安全性差的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；④方便實(shí)用性原則。在監(jiān)測(cè)工作中，為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)盡可能減少與建筑工程正常施工的沖突，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和使用必須做到方便簡(jiǎn)單。

3深基坑施工變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法

3.1靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法

1）垂直位移監(jiān)測(cè)技術(shù)方法。垂直位移監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能使用的理論方法有三角高程測(cè)量、GPS高程測(cè)量和液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量等，在測(cè)量過(guò)程中還需要使用一些專用的測(cè)量?jī)x器，比如沉降儀和傾斜儀等。其中三角高程測(cè)量法是利用緊密經(jīng)緯儀和相關(guān)設(shè)備，按照數(shù)學(xué)上的幾何三角形理論來(lái)獲取測(cè)量點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的高度差。并且由于目前科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程測(cè)量中的緊密三角高程測(cè)量技術(shù)的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際高度之間的差異越來(lái)越小，也就是說(shuō)其測(cè)量精度越來(lái)越高。

2）傾斜監(jiān)測(cè)技術(shù)方法。這種監(jiān)測(cè)方法主要應(yīng)用于那些基礎(chǔ)面積很小的超，而在原先的監(jiān)測(cè)中往往使用的是懸吊重錘的方法來(lái)判斷其垂直度，這種方法可以直觀地看出建筑物是否傾斜。如果在建筑物的外圍無(wú)法固定吊線，就可以使用經(jīng)緯儀投影、光學(xué)垂準(zhǔn)和測(cè)水平角等方法來(lái)測(cè)定建筑物是否傾斜。除此之外，還可通過(guò)建筑物底部的沉降情況來(lái)推算出建筑物的傾斜度，這時(shí)通常會(huì)使用氣泡式傾斜儀測(cè)量或者水準(zhǔn)測(cè)量方法。

3）水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)方法。在建筑物使用水平位移監(jiān)測(cè)時(shí)，通常有很多種方法，比如極坐標(biāo)法、視準(zhǔn)線法、前后方交會(huì)法等，在實(shí)際的工程監(jiān)測(cè)中應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況來(lái)選用。一般對(duì)于直線形建筑物來(lái)說(shuō)，若要測(cè)量其橫向位移，就可以使用視準(zhǔn)線法。而在那些高度較高的中，為了觀測(cè)器其水平變形量，可以使用極坐標(biāo)法。對(duì)于交會(huì)法和經(jīng)緯儀法來(lái)說(shuō)，則可以用來(lái)觀測(cè)的底部與建筑的頂部是否有位移產(chǎn)生。

4）裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)方法。在監(jiān)測(cè)的裂縫變化時(shí)，通常是選取一些具有代表性的裂縫來(lái)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)需要在這些裂縫上涂抹觀測(cè)標(biāo)志，一般包括：①金屬標(biāo)志。此時(shí)需要在裂縫的兩側(cè)埋設(shè)金屬標(biāo)志點(diǎn)，然后每隔一段時(shí)間來(lái)測(cè)定兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)之間的距離變化，這樣就可以間接測(cè)得裂縫的變化情況；②石膏標(biāo)志。這種方法需要在裂縫的兩端涂抹石膏，待石膏干固后，用顏色明顯的漆料橫跨石膏噴一條直線，如果監(jiān)測(cè)處的裂縫發(fā)生變化，石膏就會(huì)裂開(kāi)，并且可以通過(guò)油漆處裂縫的寬度來(lái)反映建筑物裂縫的變化情況。如果建筑面積較大且不便于人工測(cè)量，此時(shí)就需要近景測(cè)量的方法。

3.2動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法

這種動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)方法通常只在一些超的變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中使用，根據(jù)相關(guān)規(guī)定：在測(cè)量的風(fēng)振時(shí)，應(yīng)在強(qiáng)風(fēng)作用時(shí)間段內(nèi)同步測(cè)定風(fēng)的速度、風(fēng)的方向和建筑物墻面的風(fēng)壓以及所監(jiān)測(cè)處的水平位移等重要參數(shù)，并且這些參數(shù)的測(cè)定需要在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)連續(xù)測(cè)量，這時(shí)就需要?jiǎng)討B(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)。而風(fēng)振變形監(jiān)測(cè)的方法通常有以下幾種：①激光位移計(jì)自動(dòng)測(cè)量法。這種方法可以把位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為光線波形信號(hào)，觀測(cè)人員就可以通過(guò)波形直接獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移；②GPS差分載波相位法。這種方法需要兩臺(tái)GPS機(jī)，一臺(tái)用來(lái)發(fā)射信號(hào)，通常安裝在待測(cè)建筑物的樓頂。另一臺(tái)用來(lái)接收信號(hào)，一般安裝在距離建筑物一定距離外的基站中。兩臺(tái)GPS機(jī)應(yīng)連續(xù)記錄15min左右的數(shù)據(jù)，然后再把記錄的數(shù)據(jù)經(jīng)專門(mén)軟件進(jìn)行差分處理得到相應(yīng)的位移；③加速計(jì)法。這種方法用到的是加速度傳感器，其需要安裝在建筑物的頂部，這就可以通過(guò)建筑物的振動(dòng)時(shí)的加速度來(lái)積分出相應(yīng)的位移量。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)建設(shè)工程實(shí)現(xiàn)信息化具有很大的促進(jìn)作用?；庸こ痰陌踩芎芏嘁蛩氐挠绊?，為了在工期內(nèi)圓滿完成基坑工程的施工，需在監(jiān)測(cè)各項(xiàng)基坑數(shù)據(jù)的同時(shí)密切關(guān)注基坑周邊的各個(gè)影響因素。及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)測(cè)和巡查工作，采用信息化系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)，將基坑可能發(fā)生的事故消滅在最初的狀態(tài)，從而確保生命和財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱亮.基坑工程變形監(jiān)測(cè)方法的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（34）：73.

[2]胡為平.深基坑工程施工變形監(jiān)測(cè)分析實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（29）：52+54.

[3]陳言紅.基坑工程變形監(jiān)測(cè)方法的探討[J].福建建材，2017（08）：23-24+39.

[4]林朱平，鄭漢欽，王明資.信息化施工中深基坑工程變形監(jiān)測(cè)的研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，33（02）：39-40.