張有勇

（廣東省建科建筑設(shè)計院有限公司廣東廣州 510500）

城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測的實施與探討

張有勇

（廣東省建科建筑設(shè)計院有限公司廣東廣州 510500）

在進(jìn)行城市建筑區(qū)的建設(shè)施工時，一定要做好深基坑的施工工作，因為深基坑施工可以說是整個建筑的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，只有保證了它的施工質(zhì)量才能夠確保建筑工程整體的質(zhì)量。而當(dāng)前深基坑最容易出現(xiàn)的問題便是變形，對深基坑的變形進(jìn)行監(jiān)測時，需要結(jié)合基坑本身以及周圍的建筑物進(jìn)行對應(yīng)的監(jiān)測，選用恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測方法，在保證周圍建筑物不受影響的情況下，做好對深基坑變形方面的監(jiān)測工作。本文主要分析研究的是城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測方面，首先就進(jìn)行深基坑變形監(jiān)測的目的以及意義進(jìn)行了簡要分析，然后探討了進(jìn)行深基坑變形監(jiān)測的內(nèi)容和方法，本文最后選用了一例取得好成效的城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測工作，進(jìn)行分析，就建筑區(qū)的深基坑變形監(jiān)測做出深入探討。

城市建筑區(qū)；深基坑；變形監(jiān)測；實施

隨著城市人口的不斷增多，城市土地面積變得越來越緊缺，再加上城市的建筑物之間比較密集，在進(jìn)行新的建筑物施工時，不僅要保證其自身的質(zhì)量，還需要確保它的建設(shè)不會影響到周圍其它建筑物的質(zhì)量?？刂粕罨幼冃蔚耐瑫r，還需要對周圍建筑物的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因為監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)對于保證施工的安全和建筑物的穩(wěn)定性都具有十分重要的意義。方便快捷并且又不失準(zhǔn)確的監(jiān)測手段一直都是人們追求的目標(biāo)，在進(jìn)行城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測時，如果能夠選擇到一個方便快捷的監(jiān)測方法，將會取得事半功倍的效果。本文選取廣東省某地區(qū)的深基坑施工監(jiān)測作為研究案例，探討該監(jiān)測實例具體的實施方法、手段和結(jié)果。

1 城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測的目的以及意義

深基坑是指開挖深度不小于5m的基坑，多年的實踐經(jīng)驗告訴我們，要想保證基坑的施工安全就需要具有周密的設(shè)計、精心的施工以及周全的變形監(jiān)測。在對一些比較復(fù)雜的大中型類型的工程或者對周圍的環(huán)境要求比較嚴(yán)格的項目，往往在進(jìn)行變形監(jiān)測時很難借鑒以前的經(jīng)驗，需要相關(guān)人員根據(jù)已有的理論，進(jìn)行對應(yīng)的改造，做好基坑的支護(hù)和周邊環(huán)境的監(jiān)測工作，來確保深基坑能夠得到安全施工。之所以進(jìn)行深基坑監(jiān)測，目的主要有以下4點(diǎn)：①能夠為我國的信息化施工建設(shè)提供重要依據(jù)；②為設(shè)計實現(xiàn)優(yōu)化提供重要依據(jù)；③是實現(xiàn)基坑工程的設(shè)計理論發(fā)展的重要手段之一；④能夠?qū)ι罨邮┕ぶ車慕ㄖM(jìn)行有效的保護(hù)。進(jìn)行深基坑監(jiān)測的意義則是主要表現(xiàn)在：首先，需要借助監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)對施工全過程進(jìn)行對應(yīng)的指導(dǎo)，充分了解該進(jìn)行何種類型的工程方案設(shè)計；通過觀察施工環(huán)境以及周邊的環(huán)境，保證地下設(shè)施所受到的影響能夠降低到最低程度；對即將出現(xiàn)的風(fēng)險，進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)和解決，能夠在第一時間內(nèi)采取補(bǔ)救措施。通過以上的分析，可以知道基坑監(jiān)測是保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要手段，能夠?qū)κ┕と^程可能面臨到的危險事件，進(jìn)行有力避免，并且還能夠及時調(diào)整施工方案，為基坑施工過程的安全提高了保障。

2 城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測內(nèi)容和基本方法

城市建筑區(qū)基坑監(jiān)測的主要涉及到的內(nèi)容有：圍護(hù)樁、水平支撐發(fā)生的應(yīng)力變化；圍護(hù)樁地下樁體的側(cè)向位移、圍護(hù)樁頂?shù)某两担换觾?nèi)坑底回彈監(jiān)測、對基坑內(nèi)外部地下水位的監(jiān)測；對地下土體的孔隙水壓力以及土壓力的監(jiān)測；基坑外部土層的分層沉降等。在選擇基坑的監(jiān)測方法時一定要綜合考慮各個方面的因素，比如要結(jié)合場地的條件、設(shè)計要求、基坑的種類、周邊環(huán)境等各方面因素，保證所選用的監(jiān)測方法能夠有利于施工現(xiàn)場的順利進(jìn)行，還要簡單易操作。當(dāng)前對深基坑的變形監(jiān)測中，國內(nèi)外采用的主要的方法有物理模擬法、經(jīng)驗公式預(yù)測法、數(shù)值模擬法、半理論版解析法以及非線性預(yù)測方法等。對于城市建筑區(qū)的深基坑工程監(jiān)測工作來講，它的工作同樣也需要做好4個方面的工作，它們分別為支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測、支護(hù)結(jié)構(gòu)的外力監(jiān)測、對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測、對周邊環(huán)境以及外部建筑物的監(jiān)測，這4個部分的內(nèi)容，又分別保含若干個小的方面，比如支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測就包括對自身應(yīng)力的監(jiān)測以及支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力監(jiān)測等，這里就不一一贅述，詳見表1。

表1 深基坑工程監(jiān)測項目表

3 工程案例

3.1 工程概況

此次選取的城市建筑區(qū)基坑施工是廣東省某項目的施工，該工程擬建設(shè)4棟高為25層的樓房，主要分為兩個基坑，基坑之間的距離約為95m，所開挖的基坑面積為10200m2，深度為13m。在基坑中每隔40m就借助放坡土釘掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行，剩下的部分則采用支護(hù)樁進(jìn)行基坑支護(hù)。經(jīng)過現(xiàn)場勘查判定該處的施工建設(shè)屬于A級建筑類型，基坑的安全性非常重要，高達(dá)一級。之所以基坑施工非常復(fù)雜是因為在基坑的周邊還存在十幾棟的房屋建筑，基坑的邊緣距離房屋建筑的最近距離甚至都不足2m，另外在基坑的周圍還埋設(shè)有很多電纜、煤氣罐、水管等設(shè)施。

3.2監(jiān)測的對象

監(jiān)測的內(nèi)容主要分為位移監(jiān)測、沉降監(jiān)測，其中又包括支護(hù)樁、土體、地下設(shè)施、建筑物等。

3.3 監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)和監(jiān)測點(diǎn)

（1）監(jiān)測網(wǎng)。監(jiān)測網(wǎng)又分為平面監(jiān)測網(wǎng)和高程監(jiān)測網(wǎng)。在鋪設(shè)平面監(jiān)測網(wǎng)時，由于建筑區(qū)周圍的建筑非常密集，所以借助導(dǎo)線布網(wǎng)的方式，在保證不會受到基坑變形影響范圍之內(nèi)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，考慮到工作點(diǎn)比較容易發(fā)生變形或者破壞，所以需要多次設(shè)定工作點(diǎn)。在除此布設(shè)控制點(diǎn)，總共布設(shè)了15個點(diǎn)，導(dǎo)線網(wǎng)的總長約為2km，另外邊長長度在25～250m左右。按單位方位角和坐標(biāo)開始計算，在經(jīng)過平差計算之后，測角中誤差在正負(fù)1.7分，最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差±2.5mm。高程監(jiān)測網(wǎng)則設(shè)置基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)7個，其中包括1個起始點(diǎn)和2個結(jié)點(diǎn)，精度能夠評定每公里測量偶然中的誤差±0.5mm，全中誤差±0.3mm。

（2）監(jiān)測點(diǎn)。監(jiān)測點(diǎn)的類型主要包括位移監(jiān)測點(diǎn)、沉降監(jiān)測點(diǎn)、支護(hù)樁監(jiān)測點(diǎn)以及土體監(jiān)測點(diǎn)等，監(jiān)測點(diǎn)的位置一般會設(shè)置在基坑周邊以及底部、周邊的建筑物、基坑支護(hù)樁等位置。

圖1 兩基坑之間某座樓房的監(jiān)測變形數(shù)據(jù)

3.4 變形的測量

考慮到施工場地比較狹小，借助通視進(jìn)行測量會比較難實現(xiàn)，所以在監(jiān)測支護(hù)樁的監(jiān)測點(diǎn)、房屋監(jiān)測點(diǎn)以及土體監(jiān)測點(diǎn)的測量時，會采用極坐標(biāo)法進(jìn)行測量，不過需要注意的是在進(jìn)行測量的時候一定要保證按照四等導(dǎo)線觀測的相關(guān)要求，多數(shù)要取多次測量的平均值，最終的取值要在經(jīng)過紅外儀改正之后的數(shù)值。沉降監(jiān)測點(diǎn)則是需要按照二等水準(zhǔn)的相關(guān)要求進(jìn)行測量，保證所取的測量結(jié)果的誤差要小于±1.3，爭取將平差計算之后的所有誤差均控制在±0.2mm中。

3.5 對測量結(jié)果的校驗

由于基坑的施工場地過于狹小，所以工作點(diǎn)用的基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)受到施工的影響會比較大，發(fā)生了很大的水平位移甚至有的被破壞。另外在監(jiān)測過程中還出現(xiàn)過幾次不同程度的補(bǔ)點(diǎn)破壞，都及時得到了修復(fù)，采用基準(zhǔn)網(wǎng)的點(diǎn)作為起始數(shù)據(jù)。在把工作點(diǎn)恢復(fù)之后，對計算結(jié)果的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、最大測角中誤差、最大坐標(biāo)閉合差進(jìn)行相關(guān)檢測，發(fā)現(xiàn)它們都符合相關(guān)要求。

按照四等平面的要求對以極坐標(biāo)法測量的基坑支護(hù)樁監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行計算，將全站儀以極坐標(biāo)法測定支護(hù)樁監(jiān)測點(diǎn)，并對基坑支護(hù)樁兩兩監(jiān)測點(diǎn)之間的直線距離進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)之間的平均距離約為70m，直接測量的監(jiān)測點(diǎn)的水平角和坐標(biāo)反算水平角最大的夾角差在7″之內(nèi)，邊長差均小于1.6mm。對高程監(jiān)測點(diǎn)則采用二等水準(zhǔn)進(jìn)行測量，對3個一等高程基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，測量方法是將其中的兩個點(diǎn)作為起算，然后借助數(shù)學(xué)的平差計算方法進(jìn)行計算，將剩余的那一個一等高程基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的平差數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)相差為0.1mm。

3.6 結(jié)果探討

通過對此次基坑施工變形的相關(guān)監(jiān)測，我們知道當(dāng)平面監(jiān)測和沉降監(jiān)測水平在達(dá)到一定的精度之后，借助沉降監(jiān)測點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)是能夠推算出在一定高度之內(nèi)房屋建筑所發(fā)生的水平位移以及傾斜角的，并且所推算的值和直接測量的值之間存在較大的吻合性，推算結(jié)果不僅和變形有關(guān)系，而且還和兩沉降監(jiān)測點(diǎn)之間的距離有密切聯(lián)系。當(dāng)監(jiān)測的對象比較高時，則需要考慮其它因素對它的影響，比如日照、風(fēng)力、溫度等因素，因為這些因素對較高觀測對象的變形、扭曲有一定的影響作用。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，各種高層建筑拔地而起。在建筑建設(shè)過程中，深基坑的變形監(jiān)測一直都是整體施工過程中的重要環(huán)節(jié)，需要重點(diǎn)把握。如何在保證基坑工程自身穩(wěn)定性的同時，又必須對基坑的變形進(jìn)行有效的控制，確保好工程施工以及周邊建筑物的安全性，是當(dāng)前城市建筑區(qū)施工過程中作為重點(diǎn)研究的問題。筆者結(jié)合自身多年的實踐經(jīng)驗，就廣東省某處高層建筑深基坑施工的具體案例進(jìn)行分析，得出了進(jìn)行基坑變形的監(jiān)測一定要注重好它的目的、意義以及內(nèi)容和基本方法，并且對監(jiān)測的結(jié)果和作用進(jìn)行了簡要分析，希望能夠為從事基坑監(jiān)測的工作人員帶來一定的理論指導(dǎo)。

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TU433

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2015-11-10