深基坑工程施工變形的監(jiān)測(cè)和分析

魏歡歡

摘要：隨著我國(guó)建筑工程數(shù)量的不斷增加，工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，基坑的深度也在不斷增加，這也為相關(guān)施工人員帶來(lái)了一定的難度，與此同時(shí)，作為信息化施工的重要手段之一，深基坑變形監(jiān)測(cè)成為了深基坑工程施工過(guò)程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。所以在深基坑施工變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行不斷優(yōu)化，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，最終確保整個(gè)工程項(xiàng)目的安全性。

關(guān)鍵詞：深基坑工程;施工變形;監(jiān)測(cè)

引言

近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的階段，各種規(guī)模、類型的建筑工程項(xiàng)目日漸興起，土地資源越發(fā)緊張使得建筑基坑深度越來(lái)越深，深基坑施工作業(yè)中的技術(shù)難題和安全風(fēng)險(xiǎn)增加。為提高建筑深基坑施工質(zhì)量、確保施工安全，工程企業(yè)在深基坑施工作業(yè)中，應(yīng)加強(qiáng)深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，尤其是對(duì)臨水建筑物而言，深基坑施工面臨著更大的困難。

1深基坑開(kāi)挖特點(diǎn)

1.1區(qū)域性

與普通的基坑開(kāi)挖施工不同，普通的基坑，其在開(kāi)挖的時(shí)候，受到的巖石范圍是有限的，而深基坑開(kāi)挖涉及的巖土區(qū)范圍比較大，如沙土地基、軟黏土地基或者是黃土地基等，并且隨著深基坑開(kāi)挖深度的不斷變化，其巖土區(qū)域也會(huì)跟隨其深度的不斷加深而發(fā)生變化。

1.2綜合性

深基坑在其開(kāi)挖的時(shí)候，所需要的規(guī)模比較大，而且深度相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較深，并且深基坑開(kāi)挖工作施工開(kāi)展的時(shí)候，要考慮很多方面的因素，要通過(guò)綜合設(shè)計(jì)與解決之后才能有效地開(kāi)展開(kāi)挖工作。深基坑開(kāi)挖工程施工中會(huì)涉及巖土工程、結(jié)構(gòu)工程等工程，通過(guò)與這些工程有效地結(jié)合，形成深基坑工程。

1.3不穩(wěn)定性

深基坑工程開(kāi)展的過(guò)程中，因其技術(shù)不完善及開(kāi)挖深度比較深等一些原因，在實(shí)際施工過(guò)程中，會(huì)存在很多的不穩(wěn)定因素。而且在實(shí)際開(kāi)挖的時(shí)候，其會(huì)隨和巖土層的變化，進(jìn)而使周圍的建筑地基受到一定的影響。另外，深基坑在設(shè)計(jì)和計(jì)算的時(shí)候，由于缺乏相應(yīng)的準(zhǔn)確性，其開(kāi)挖容易存在不穩(wěn)定性。

2深基坑施工變形的影響

2.1對(duì)周圍環(huán)境的影響

在深基坑工程開(kāi)挖過(guò)程中，不僅需要確保工程自身的安全，同時(shí)還要對(duì)深基坑周圍的地層移動(dòng)進(jìn)行有效控制，以此來(lái)保護(hù)施工周圍環(huán)境。特別是在一些地層土質(zhì)較差的城市當(dāng)中，深基坑開(kāi)挖施工通常會(huì)導(dǎo)致周圍土體發(fā)生明顯的形變，進(jìn)而對(duì)基坑周圍的建筑物、公路以及管線的正常使用造成影響，甚至還會(huì)威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。而且在城市中心區(qū)域進(jìn)行深基坑開(kāi)挖施工時(shí)，由于施工場(chǎng)地十分狹窄，深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)周邊又有建筑物，保護(hù)施工環(huán)境十分重要。一旦支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，就會(huì)對(duì)周圍建筑物的安全性造成影響，同時(shí)較大程度的變形也會(huì)破壞周圍建筑物的結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)基坑開(kāi)挖施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的建筑物、管線進(jìn)行保護(hù)，要比維護(hù)深基坑工程的穩(wěn)定性更加重要。

2.2土體變形情況

深基坑在開(kāi)挖過(guò)程中導(dǎo)致的變形現(xiàn)象主要有：維護(hù)結(jié)構(gòu)變形、坑底隆起變形以及周邊地層移動(dòng)等。從整體來(lái)看，深基坑周邊地層移動(dòng)主要可以分為兩個(gè)部分，一是由構(gòu)筑擋土結(jié)構(gòu)變形所導(dǎo)致的，另一種是由基坑開(kāi)挖所導(dǎo)致的。出現(xiàn)這一問(wèn)題的重要原因就是深基坑在開(kāi)挖過(guò)程實(shí)際上就是卸載負(fù)荷的過(guò)程，在卸荷的影響下，基坑底部土體會(huì)產(chǎn)生向上為主的位移，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致圍護(hù)墻體在兩側(cè)壓力差的影響下發(fā)生橫向水平位移。由此現(xiàn)象可以判斷，深基坑開(kāi)挖導(dǎo)致周圍地層移動(dòng)變形的主要原因就是坑底隆起和維護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。

3深基坑工程施工變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1垂直位移觀測(cè)技術(shù)

通常情況下，在深基坑沉降現(xiàn)象觀測(cè)過(guò)程中都會(huì)選擇閉合線路，常用到的儀器設(shè)備為DINI03水準(zhǔn)儀。而在每次沉降現(xiàn)象觀測(cè)中，都需要在成像清晰且時(shí)間穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，以此來(lái)保證最基本的不轉(zhuǎn)站，視線長(zhǎng)度盡量不要超過(guò)50m，在此基礎(chǔ)上還要保持前后距離基本一致。其次，如果需要用到二等水準(zhǔn)測(cè)量DINI03水準(zhǔn)儀，那么視準(zhǔn)軸與水平軸的夾角需要控制在12°以內(nèi)。最后，在每次沉降觀測(cè)之前需要對(duì)四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)需要符合相關(guān)規(guī)范要求，確保四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)能夠保持水平穩(wěn)定，等到觀測(cè)工作完畢之后，需要在第一時(shí)間檢查并整理外業(yè)觀測(cè)手冊(cè)，確認(rèn)無(wú)誤之后再展開(kāi)內(nèi)業(yè)計(jì)算。內(nèi)業(yè)計(jì)算的沉降值精度需要保持在0.01mm。

3.2地下水位及基坑裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)

在深基坑工程施工過(guò)程中，地下水位監(jiān)測(cè)工作十分關(guān)鍵，在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要對(duì)基坑水位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。因?yàn)榈叵滤坏淖兓瘯?huì)直接影響基坑工程邊坡的穩(wěn)定性，如果地下水位變化非常大，那么地表就會(huì)出現(xiàn)明顯的塌陷問(wèn)題，必然會(huì)對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全性造成影響。在地下水位實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中，可以采用電測(cè)水位來(lái)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)電測(cè)水位計(jì)處于水環(huán)境中時(shí)，就會(huì)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)出特殊的聲音，并實(shí)時(shí)讀取水面高度。另外，基坑裂紋監(jiān)測(cè)工作具體來(lái)講就是對(duì)基坑周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量裂縫寬度，使相關(guān)工作人員能夠?qū)α芽p情況有所了解，在測(cè)量裂縫深度過(guò)程中，相關(guān)工作人員可以利用游標(biāo)卡尺來(lái)進(jìn)行讀取，并結(jié)合科學(xué)合理的方法來(lái)解決裂縫問(wèn)題。

3.3動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

此方法通常適用于一些嚴(yán)重變形監(jiān)測(cè)過(guò)程，通過(guò)相關(guān)規(guī)定可以得知：在風(fēng)振測(cè)量時(shí)，必須要在風(fēng)力強(qiáng)勁的情況下來(lái)同步測(cè)定風(fēng)的速度、方向以及建筑物墻面所承受的風(fēng)壓值，并且在測(cè)量這些參數(shù)時(shí)需要在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，而這時(shí)就可以應(yīng)用動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)。常見(jiàn)的風(fēng)振變形監(jiān)測(cè)方法主要有以下幾種：一是激光位移自動(dòng)測(cè)量法，此方法能夠?qū)⑽灰菩盘?hào)轉(zhuǎn)換為光線波形信號(hào)，這樣就能夠方便觀測(cè)人員直接獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移情況;二是GPS差分載波相位法;在此方法應(yīng)用過(guò)程中，需要準(zhǔn)備兩臺(tái)GPS設(shè)備，其中一臺(tái)用來(lái)發(fā)射信號(hào)，通常安裝在建筑物的樓頂，另一臺(tái)則用來(lái)接收信號(hào)，通常安裝于距離建筑物有一段距離的基站當(dāng)中，這兩臺(tái)GPS設(shè)備需要連續(xù)記錄十五分鐘以內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后將記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)專門軟件的處理，最終獲得相應(yīng)的位移信息。

結(jié)束語(yǔ)

變形監(jiān)測(cè)是利用專用的儀器和方法來(lái)持續(xù)觀測(cè)變形結(jié)構(gòu)的變形現(xiàn)象，對(duì)其變形狀態(tài)進(jìn)行分析，并預(yù)測(cè)其發(fā)展動(dòng)態(tài)的各項(xiàng)工作。實(shí)施變形監(jiān)測(cè)的主要目的就是在各種荷載和外力作用下，明確變形體的形狀、大小以及位置變化的空間狀態(tài)以及時(shí)間特點(diǎn)。在精密工程實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，最常見(jiàn)的變形體有：深基坑、大壩、高層建筑物、隧道以及地鐵等。

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