李凌云 羅春艷 付孟生

摘 要：由于連續(xù)墻成槽工藝在實(shí)際地下施工中，受工藝控制不當(dāng)影響會(huì)破壞原有土體的應(yīng)力平衡狀態(tài)，產(chǎn)生槽壁后方的土體層損失情況，建筑地基為彌補(bǔ)損失會(huì)發(fā)生一定的變形，從而引起不同程度的沉降?；诖?，研究了地下連續(xù)墻成槽施工對(duì)智能建筑沉降的影響。設(shè)定智能建筑施工工程地質(zhì)條件，布置多組沉降變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，選擇基準(zhǔn)點(diǎn)沉降觀測(cè)方法，構(gòu)建建筑沉降數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，完成地下連續(xù)墻成槽施工對(duì)智能建筑沉降的分析方法設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以軟土和粘土兩種土質(zhì)作為測(cè)試樣本，設(shè)置三種不同距離的房屋建筑，距離連續(xù)墻較近的建筑沉降量較大，且軟土地質(zhì)的建筑沉降變化較比粘土地質(zhì)更持久。因此，必須根據(jù)建筑環(huán)境嚴(yán)格控制連續(xù)墻施工，使其滿足工程精度要求。

關(guān)鍵詞：地下施工技術(shù);連續(xù)墻成槽;智能建筑;沉降影響

中圖分類號(hào)：TM862 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）05-0001-03

0 引言

隨著智能建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建造速度也不斷加快。為此，在智能建筑施工前需要對(duì)地基狀況進(jìn)行檢查，并選擇合適的方法進(jìn)行建筑物變形監(jiān)測(cè)，以保障施工人員人身安全，減少安全事故的發(fā)生[1]?，F(xiàn)階段，在城鎮(zhèn)化的推進(jìn)過程中，建筑施工呈現(xiàn)密集型狀態(tài)，伴隨而來(lái)的是開挖深度越來(lái)越深的基坑，在其內(nèi)部構(gòu)建地下管線等，由此會(huì)對(duì)建筑物本身造成一定影響。而且在城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快的形勢(shì)下，在城市內(nèi)部已經(jīng)形成了智能建筑群林立，與地下隧道和市政管線縱橫交錯(cuò)的局面[2]。受到施工地點(diǎn)的復(fù)雜性影響，在不同的建筑群體中選定的施工方法有所不同。根據(jù)常態(tài)下對(duì)基坑的施工應(yīng)用技術(shù)，大部分為大基坑或者深基坑的施工方式，主要仍以連續(xù)墻成槽為主[3]。本文以此為基礎(chǔ)，明確建筑物變形監(jiān)測(cè)的重要性，重點(diǎn)分析地下連續(xù)成槽施工技術(shù)對(duì)智能建筑沉降的影響，為建筑施工提供全程的數(shù)據(jù)資料，以期在發(fā)生不正?，F(xiàn)象時(shí)，相關(guān)人員能夠及時(shí)作出防范措施。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 設(shè)定智能建筑施工工程地質(zhì)條件

在智能建筑施工過程中，地基結(jié)構(gòu)要承擔(dān)建筑整體的全部荷載，因此，想要保證工程能夠安全穩(wěn)定地進(jìn)行，需要對(duì)樁基的深度和樁基的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。一般情況下，為了增加建筑的防固效力，采用連續(xù)墻成槽技術(shù)進(jìn)行地基穩(wěn)固，但由于實(shí)際監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)內(nèi)的施工無(wú)法全程進(jìn)行全方位預(yù)測(cè)，建筑施工完成后出現(xiàn)產(chǎn)生不等量沉降情況時(shí)有發(fā)生。

在實(shí)際智能建筑工況施工中，選擇實(shí)際施工的土質(zhì)類型，將連續(xù)墻成槽技術(shù)應(yīng)用在施工工況中，根據(jù)不同含水量和孔隙大小，進(jìn)行天然承重比重分析，施工槽段地層土質(zhì)類型主要包括軟土、淤泥粘土、粉質(zhì)粘土以及粘土四種。由于每種土層內(nèi)的自身承重比重有所不同，需要根據(jù)其土層厚度和類型進(jìn)行樁基設(shè)定，以插入深度和樁基直徑作為設(shè)置前提，在軟土地質(zhì)中樁基深度要超過1.5倍的樁基直徑，而粘土地質(zhì)中插入深度可以控制在大于2倍樁基直徑標(biāo)準(zhǔn)下，隨著持力層土質(zhì)的風(fēng)化程度和含水量不同，可以按照實(shí)際工況進(jìn)行樁基深度縮減，但必須保證在0.5 m以上。

1.2 布置多組沉降變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

地下連續(xù)成槽技術(shù)以較大的剛性支撐墻作為支護(hù)方式，被廣泛應(yīng)用在地下控制土方開挖施工階段，可對(duì)不同地質(zhì)下的房屋建筑進(jìn)行測(cè)試點(diǎn)布置[5]。智能建筑物的特點(diǎn)為層數(shù)高，因此在監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置中要充分考慮建筑的設(shè)計(jì)承重載荷，根據(jù)地質(zhì)的天然承重分布情況以及實(shí)際連續(xù)墻成槽施工情況在建筑物周圍依次均勻布置。

在沉降與變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置過程中，要充分考慮智能建筑物的周圍環(huán)境，在不易遭到損害的建筑地段做好位置規(guī)劃工作。要注重對(duì)容易引起下沉的建筑土層的差位設(shè)置，在考慮建筑物承重與運(yùn)動(dòng)受力狀態(tài)的分布等情況下，使其布置點(diǎn)位多于正常點(diǎn)的位置。在進(jìn)行定點(diǎn)布置時(shí)要嚴(yán)格按照三點(diǎn)定位原則進(jìn)行分類，根據(jù)特殊情況標(biāo)記不同的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并重點(diǎn)注意周圍建筑物的不同沉降情況。按照點(diǎn)位布設(shè)方向，沿從上向下走的方向進(jìn)行連接，與建筑基巖位置的距離呈現(xiàn)按等量分配，同時(shí)與設(shè)計(jì)單位做好施工協(xié)調(diào)，既確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的互不影響又可以共同監(jiān)督。

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 選擇基準(zhǔn)點(diǎn)沉降觀測(cè)方法

分析連續(xù)墻成槽技術(shù)對(duì)智能建筑的沉降影響，是展開更多建筑施工的前提保障。通過必要的手段和信息化技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，可將變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用在專業(yè)施工進(jìn)度中。按照上述監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布置條件，選擇基準(zhǔn)點(diǎn)沉降觀測(cè)方法，將所有標(biāo)志點(diǎn)位視作一個(gè)整體，在施工完成后對(duì)智能建筑進(jìn)行沉降觀測(cè)。將固定的測(cè)量設(shè)備置入到監(jiān)測(cè)環(huán)境中，選擇好監(jiān)測(cè)人員和監(jiān)測(cè)路線，對(duì)每次監(jiān)測(cè)的同一基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基點(diǎn)檢查，通過二等水準(zhǔn)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證。

監(jiān)測(cè)時(shí)要保證建筑成像的清晰和穩(wěn)定，每組儀器的前后視水準(zhǔn)尺，要按照視距法測(cè)定觀測(cè)距離，一般視距距離不會(huì)大于25 m，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的視線高差不小于0.50 m。為保證各時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同一精度，在觀測(cè)前后需要采用同一根標(biāo)尺進(jìn)行閉合測(cè)量，其中閉合差不可大于0.5 m，誤差不得高過0.2 mm。對(duì)智能建筑的沉降分析主要依靠變形監(jiān)測(cè)，在自然條件的變化因素中，進(jìn)行連續(xù)墻成槽施工的技術(shù)應(yīng)用測(cè)試，利用變形監(jiān)測(cè)原理貫穿于建筑設(shè)計(jì)施工全過程。

2.2 構(gòu)建建筑沉降數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型

盡量選擇固定的監(jiān)測(cè)站，進(jìn)行不同土質(zhì)建筑的逐點(diǎn)監(jiān)測(cè)，通過施工成槽的環(huán)線閉合差值，計(jì)算監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)的平差變化，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出智能建筑的各點(diǎn)高程，構(gòu)建建筑的數(shù)字沉降預(yù)測(cè)模型，完成連續(xù)墻成槽技術(shù)對(duì)建筑沉降量的影響分析。02EE8B5C-AEA7-4B11-B51B-DC34D4AA5AD5

將小波函數(shù)應(yīng)用在預(yù)測(cè)模型中，通過不同衍生的正交函數(shù)集合，進(jìn)行建筑沉降量分析，設(shè)置智能建筑監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的位移量為q，在其自身小波變換的函數(shù)周期內(nèi)，存在單頻率重復(fù)的正弦函數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

（1）

公式中：將建筑自身的位移量作為沉降的信號(hào)數(shù)據(jù)，用e（q）來(lái)表示，能夠看出在不同位置上的變化時(shí)域呈現(xiàn)連續(xù)性。以相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)中兩個(gè)相近信號(hào)作為分布規(guī)則，同每一次頻率變換的數(shù)據(jù)函數(shù)作對(duì)比，根據(jù)每次位移變化的尺度預(yù)測(cè)沉降范圍，具體預(yù)測(cè)過程為智能建筑沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，再對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，經(jīng)過建筑位移統(tǒng)計(jì)窗口和影響因素去噪窗口進(jìn)行處理后，依次通過引入小波去噪理論、選擇數(shù)據(jù)樣本、劃分建筑監(jiān)測(cè)高程、獲取相鄰高程度對(duì)比值后，再輸出最后結(jié)果。在監(jiān)測(cè)過程中會(huì)存在影響沉降測(cè)試的噪點(diǎn)因素，將整個(gè)預(yù)測(cè)模型分成兩部分，一部分為位移統(tǒng)計(jì)窗口，另一部分為信號(hào)去噪窗口。將兩者統(tǒng)計(jì)完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行樣本調(diào)試，通過相鄰兩次觀測(cè)的高程差，設(shè)定為該點(diǎn)的沉降量。按照連續(xù)成槽施工技術(shù)的主要施工階段進(jìn)行劃分，對(duì)每個(gè)階段中施工量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以不同施工段的成槽參數(shù)作為樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)行各部分連續(xù)成墻技術(shù)下的沉降規(guī)律預(yù)測(cè)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為保證此次設(shè)計(jì)的分析方法能夠預(yù)測(cè)連續(xù)成槽技術(shù)對(duì)智能建筑沉降量的影響，通過三組監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)定進(jìn)行影響因素論證。以實(shí)際智能建筑地基施工為測(cè)試環(huán)境，將連續(xù)墻成槽技術(shù)應(yīng)用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段，測(cè)試槽段與建筑監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間變化關(guān)系。分別對(duì)施工場(chǎng)所的地質(zhì)進(jìn)行勘察，發(fā)現(xiàn)施工槽段中主要包含軟土層和粘土層兩個(gè)類別，對(duì)各槽段的中心與建筑距離進(jìn)行設(shè)定。測(cè)試分為兩個(gè)階段：首先進(jìn)行沉降量測(cè)試，即驗(yàn)證是否連續(xù)墻施工技術(shù)在不同土質(zhì)內(nèi)會(huì)對(duì)建筑沉降產(chǎn)生影響;其次對(duì)影響因素進(jìn)行分析，在不同距離中心設(shè)定下成墻對(duì)房屋的影響。

在完成施工后對(duì)三組建筑進(jìn)行沉降測(cè)試，為減少此次測(cè)試成本，將施工全程通過MTLAB測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行模擬，以施工結(jié)束后兩個(gè)月開始，進(jìn)行為期2年的沉降量測(cè)試，監(jiān)測(cè)間隔設(shè)定在2個(gè)月，具體變化如圖1所示。

根據(jù)圖1中的內(nèi)容所示，無(wú)論是哪一種土質(zhì)類型，在連續(xù)墻成槽施工技術(shù)應(yīng)用下，建筑房屋均會(huì)產(chǎn)生沉降變化。其中軟土地質(zhì)變形主要出現(xiàn)在測(cè)試后期，其持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，且基本可以持續(xù)一年半之久，在施工接近兩年時(shí)沉降趨于平穩(wěn)。粘土地質(zhì)變形情況主要出現(xiàn)在前期階段，且持續(xù)時(shí)間較短，基本在11個(gè)月內(nèi)基本形成變量定值，沉降不會(huì)再發(fā)生變化。

為進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)對(duì)智能建筑沉降的影響，在不同施工土質(zhì)環(huán)境中，各自設(shè)置三組槽段和建筑監(jiān)測(cè)點(diǎn)，兩個(gè)土質(zhì)上的建筑A1距離槽段中心10 m，建筑A2距離槽段中心15 m，建筑A3距離槽段中心20 m。分別對(duì)每個(gè)距離中心的沉降量進(jìn)行測(cè)試，取施工一年內(nèi)的沉降變化值作為測(cè)試結(jié)果，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1中的內(nèi)容所示，兩種土質(zhì)類型在不同的槽段中心距離中呈現(xiàn)的變化趨勢(shì)較為一致，距離連續(xù)墻越近的房屋沉降量數(shù)值越大，距離越遠(yuǎn)沉降量數(shù)值越小。兩種土質(zhì)下沉降量測(cè)試結(jié)果均為：建筑A1的沉降量大于A2，建筑A2的沉降量大于A3。由于軟土的沉降持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在總體沉降變化上每組房屋建筑的沉降變化值會(huì)高于粘土土質(zhì)。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在連續(xù)墻成槽技術(shù)下，距離連續(xù)墻中心越近的房屋建筑沉降量越大，其中軟土土質(zhì)下沉降變化較為持久，需要根據(jù)建筑環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格施工把控。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以地下連續(xù)墻成槽技術(shù)為施工標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建建筑數(shù)字預(yù)測(cè)模型，完成沉降量參數(shù)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在軟土和粘土兩種地質(zhì)中，各模擬三組房屋建筑，在施工完成后一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行沉降量測(cè)試，其中軟土地質(zhì)的沉降量持續(xù)較長(zhǎng)久，粘土地質(zhì)的沉降量變化周期較短，而離連續(xù)墻距離越短的房屋，其沉降量越大，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。

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