高層建筑基坑工程變形監(jiān)測探討

王旭明

無錫市建筑設計研究院有限責任公司 江蘇無錫 214000

由于高層建筑當中存在較大的荷載，如果未能對基坑工程進行有效控制，將會導致基坑支護周邊沉降、位移，對周邊建筑及基坑周邊土體變形等產(chǎn)生不良后果，嚴重影響建筑結構的穩(wěn)定性與耐久性，威脅人們的生命財產(chǎn)安全。在基坑監(jiān)測當中，應該在明確監(jiān)測范圍的同時，采用可靠的監(jiān)測方法與手段的創(chuàng)新，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)盡可能接近基坑變化的實際真值，保障基坑支護圍護滿足施工需求和周邊環(huán)境及建筑的安全[1]。

1 建筑物變形監(jiān)測的作用

要想明確當前建筑樓體的內部結構穩(wěn)定性，應當根據(jù)其外部狀態(tài)以及內部安全質量進行多方面的評測，并根據(jù)相應的標準規(guī)定明確建筑的數(shù)據(jù)安全信息?？茖W技術的快速進步，致使建筑物變形監(jiān)測技術也有了明顯的突破，結合檢測軟件系統(tǒng)和現(xiàn)代化的設備，使得此種技術不斷優(yōu)化升級，可以針對多種建筑物進行檢測，并根據(jù)最后的數(shù)據(jù)結果對樓體質量進行科學的評判。建筑物變形檢測是整個建筑行業(yè)內最重要的一項檢測環(huán)節(jié)，在前期設計的過程中，變形檢測會為技術人員提供多種直觀的理論數(shù)據(jù)，保證整體設計能夠更加優(yōu)化，不斷得到修改和提升，增強樓體設計落實到實際的合理程度和可操作性。工程建筑因自身的復雜程度使其具備多種專業(yè)技術性較強的環(huán)節(jié)，但是實際建設情況的復雜性增加了檢測的難度，要想獲取高精準度的數(shù)據(jù)較為困難。對于此種情況，應當著重根據(jù)建筑樓體的特征以及相應的檢測情況進行不同層面的分析，按照實際建設情況選用不同種類的檢測措施，才會保證最后數(shù)據(jù)的合理程度[2]。

2 工程概況

（1）基坑深度：根據(jù)相關設計圖紙，本工程±0．00為黃海高程3．100m，地下室底板板面標高為相對標高-5．80m，板厚暫估為 0．4m，墊層厚 0．1m。

擬建場地自然地坪標高為黃海高程1．30-2．90m左右。經(jīng)計算，基坑開挖深度約 4．50-6．10m。

（2）擬建場地北側為為快速內環(huán)高架橋，該側圍擋距離本工程地下室邊線最近約15．5m。道路上分布有各類市政管線。西側為主干道，布滿市政管線和煤氣管道，南側為已有小區(qū)，小區(qū)內由多棟22-32F建筑物組成，距離基坑約15．8m

（3）工程地質概況，1-1層為雜填土,層厚1．4-4．4m,1-2層為淤泥質粉質粘土,層厚為3．2-8．5m，2-1層為粉質粘土，層厚為0．9-4．8m，2-2層為粉土夾粉砂，厚0．2-5．8m。場地主要含水層為地表上層滯水-潛水和微承壓水，

3 建筑基坑常規(guī)變形監(jiān)測的現(xiàn)狀

我國許多工程技術人員針對建筑基坑變形進行了十分深入的研究，雖然和國外對比，在此方面的研究工作仍存在一定的差距，但是經(jīng)過我國工程人員的不斷努力，也獲得一些價值不菲的科研成果，其主要體現(xiàn)在以下幾點。①相關研究人員站在時空效應的視角進行探究，其得出對建筑基坑變形造成影響的重點因素主要是基坑開挖的進度、分層開挖等；②把如何控制基坑變形當作探究目的，要想確?；臃€(wěn)固，應將擋土墻的相關安全系數(shù)提高到1．25以上，只有這樣才可以提高其抵抗傾覆的失穩(wěn)參數(shù)，以此確保其具備較強防止基坑凸起的出色性能，若是可以滿足這一條件就可以對建筑基坑變形問題進行有效解決；③還有部分研究人員將研究重點放在土墻上，把擋土墻視為重要的空間受力體系構成要素，進行綜合分析所總結出的方法——圓形維護結構，能夠較好地處理基坑變形問題，相關工程人員運用的主要方法為解析方程，在分析空間體系的實際壓力時可以采用物理方法進行剖析，與此同時也會用到微積分等。將以上這些研究成果及相應的對策在工程實踐中應用還可以進一步增強基坑的強度，能將地下水對于基坑變形所造成的影響降到最低[3]。

4 建筑基坑常規(guī)變形所應用的相關監(jiān)測技術

4.1 建立地下水位監(jiān)測點

在監(jiān)測地下水位時可以采用鉆孔預埋的方法，應該確保監(jiān)測點布置的合理性，對地下水位的變化情況進行實時獲取與記錄，使用SWJ-8090鋼尺水位儀測量精度達5mm,觀測時以井頂口為量測起始點，該點并使其與水準網(wǎng)點實現(xiàn)互相聯(lián)測（確定該點黃海高程），將水位計的探頭作為參考，開展水位井下的監(jiān)測工作。蜂鳴聲會出現(xiàn)在水位和探頭接觸的過程中，應該對其進行合理分析，以明確基準點讀數(shù)，實現(xiàn)基準的科學化計算。在地下水位的絕對高層獲取中，應該以管口基準點高層作為參考，明確地下水位的變化情況，為后續(xù)施工奠定良好的基礎。

4.2 水平及裂縫監(jiān)測

（1）由于本工程跨度較大，水平位移監(jiān)測采用分段視準線法和極坐標法綜合測試：分段視準線法：沿基坑邊選定的方向線上埋設二個永久控制點，也稱端點，然后在基坑邊沿這二端點所連成的直線（即方向線）上設立一排點（稱照準點，即測點），定期監(jiān)測這排點偏離固定方向的距離，并加以比較，即可求出這些測點的水平位移量。

極坐標法：分別設立基準點、工作點和變形監(jiān)測點，基準點埋設于固定區(qū)域，穩(wěn)定不動。工作點是基準點與變形監(jiān)測點之間的聯(lián)系點，用以直接測定監(jiān)測點的平面坐標，通過比較歷次監(jiān)測所得的數(shù)值，即可求得測點的水平位移量，同時通過多余監(jiān)測值對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行平差，校驗測量結果并提高測量精度。

（2）臨近基坑的建筑物會因支護水平和垂直變化，導致建筑樓體出現(xiàn)裂縫的情況。裂縫的測量共有兩種方式，分別為繪制方格坐標以及通過裂縫兩端位置做不同的標記，然后結合鋼尺進行測量。根據(jù)裂縫的實際情況，挑選較具代表性的進行檢測，可以采取標記位置的方法。例如，可以勘測兩個帶有保護裝置的標點，其中標點是一個直徑為4cm，長為6cm的金屬棍，放置于地面之下4cm處，將露出區(qū)域設為標點，但是需要將兩者之間的距離控制在15cm以上。利用游標卡尺檢驗地面之下的兩點，選用一個點為固定的記錄位置，從而了解實際的裂縫狀況。另外，還要徹底地排查樓體建設狀況，才會保證建筑物的總體質量，減少存在的隱患，保障后期使用[4]。

4.3 建筑物沉降觀測

原狀土層具有較低的壓縮性，適合于標石的埋設，能夠促進點位布設穩(wěn)定性的提升，此外也可以選擇基層巖當中和穩(wěn)定物質當中。水準專用標志設置于頂部位置，嚴格檢測水準基點后開展沉降觀測工作。測試頻率大約為每周一次，在檢測時采用一等水準方式。在觀測當中應該對誤差進行合理控制，沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應小于變形值的1/10-1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀，此外，還應該對結構段中的誤差進行合理控制，滿足建筑物沉降觀測的精度要求，增強監(jiān)測工作的實效性。

4.4 自動化監(jiān)測技術

在自動化監(jiān)測技術實施中，基于液位控制原理，達到避免“燒泵”現(xiàn)象發(fā)生，有效降低對外圍建筑物、管線和地面沉降等的影響程度的目的，設計一套自動控制降水系統(tǒng)，實現(xiàn)降水過程中自動化控制，提高降水效果和工作效率，減少用工和用電損耗，實現(xiàn)綠色項目、綠色施工的目標。在遠程在線自動測量中，支護結構頂部基坑邊坡頂部是用固定的小龍鏡和反光片作為布置點的相關設備，不設對周邊建筑物水平位移進行監(jiān)測時，還要在轉腳處和框架柱的位置進行監(jiān)測點的布設，進行支撐軸力的監(jiān)測，要記錄對應編號，點對點將采集到的原始數(shù)值進行數(shù)據(jù)的傳輸，利用軟件自動化進行支撐內力監(jiān)測傳感器的運行。系統(tǒng)模塊負責將各種傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)加以收集和分析，經(jīng)過詳細的計算之后，輸出到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和界面中。傳感器信號類型主要包括位移水位和支撐軸力，并且采用數(shù)字全站儀進行深層水平位移的各項數(shù)據(jù)的獲取。

5 結語

基坑支護變形具有必然性，僅是變形值大小或可控或不可控關系，如果不對基坑支護的常規(guī)變形進行嚴格的實地監(jiān)測，那么很有可能會引發(fā)極為嚴重的安全事故。因此出于保證建筑工程的施工質量，確保使用者與施工人員的生命安全，促進我國社會經(jīng)濟繁榮發(fā)展的重要目的，針對監(jiān)測建筑基坑常規(guī)變形的相關技術開展深入研究與實踐是尤為重要[5]。