秦波

［上海市地礦工程勘察（集團(tuán)）有限公司，上海 200072］

0 引言

建筑物的垂直位移變形在施工期間是安全穩(wěn)定的，工程的設(shè)計(jì)方案和施工方法是可靠合理的。基坑周邊建筑物的位移監(jiān)測(cè)是施工過(guò)程中必不可少的項(xiàng)目，內(nèi)容主要包括垂直位移，水平位移等，依據(jù)是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、各項(xiàng)極限值、發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)累計(jì)位移值或當(dāng)次變形速率超過(guò)報(bào)警值時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因上報(bào)，以便能夠迅速采取應(yīng)急措施進(jìn)行控制，全過(guò)程實(shí)現(xiàn)安全施工的目的[1]。

1 高層住宅建筑深基坑施工的重要作用

深基坑施工在整個(gè)高層建筑的施工作業(yè)中是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，它會(huì)直接影響到整個(gè)建筑的承重性與穩(wěn)定性，在建筑施工中屬于一項(xiàng)基礎(chǔ)性的保障作業(yè)。要想讓高層建筑的安全性更優(yōu)，就要不斷提高深基坑作業(yè)的技術(shù)水平，這樣才能讓建筑工程的基坑施工增強(qiáng)其承載力，進(jìn)而讓整個(gè)建筑物提高其使用年限與穩(wěn)定性。因而，在深基坑施工作業(yè)時(shí)，必須確保其技術(shù)水平與質(zhì)量。在具體項(xiàng)目的施工過(guò)程中，如果沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范要求以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做好相關(guān)的施工管理，就會(huì)增加經(jīng)濟(jì)方面的成本和風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響整個(gè)項(xiàng)目的順利開(kāi)展。所以，在深基坑的具體施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)管理人員要確保監(jiān)測(cè)方式的科學(xué)和合理性，進(jìn)而科學(xué)地管理好深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)和地下管線以及周邊的土體情況。需要注意一點(diǎn)，在安排基坑支護(hù)的施工作業(yè)時(shí)，要充分考慮好基坑處于什么樣的具體狀態(tài)以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)情況，只有進(jìn)一步提升深基坑作業(yè)的安全性，才能有效保障后續(xù)施工環(huán)節(jié)的有序開(kāi)展[2]。

2 基坑監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段，建筑部門(mén)對(duì)建筑施工安全提出了更高的要求，基坑監(jiān)測(cè)的重要性得到了進(jìn)一步體現(xiàn)，并且監(jiān)測(cè)技術(shù)在當(dāng)前的建筑領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。為了保證技術(shù)應(yīng)用的有效性和提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量，工作人員必須在熟練掌握基坑監(jiān)測(cè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，靈活應(yīng)用基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)，從而保證基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)的效果。從技術(shù)層面來(lái)看，基坑監(jiān)測(cè)主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)。①實(shí)效性強(qiáng)。地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，在基坑作業(yè)中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)任何方向的變化都是有跡可循的。因此，基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用具有實(shí)效性。工作人員需要利用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)來(lái)分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化情況和預(yù)測(cè)坍塌事故發(fā)生的概率。②在深基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中，工作人員需要以數(shù)據(jù)變化情況為依據(jù)，以地質(zhì)結(jié)構(gòu)的位移差為基坑安全評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)確定監(jiān)測(cè)結(jié)果。應(yīng)用基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以有效消除各種外界因素對(duì)基坑監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的干擾，從而保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，進(jìn)一步提高基坑的安全性。

3 控制測(cè)量

3.1 控制網(wǎng)的作用

控制測(cè)量是建立和維持測(cè)繪基準(zhǔn)與測(cè)繪系統(tǒng)，通過(guò)控制測(cè)量來(lái)確保變形監(jiān)測(cè)在統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)，減少監(jiān)測(cè)誤差。高程建筑施工期間的控制網(wǎng)應(yīng)包含平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。為減少控制網(wǎng)給監(jiān)測(cè)過(guò)程帶來(lái)的誤差，一般采用獨(dú)立控制網(wǎng)，但與城市控制網(wǎng)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便數(shù)據(jù)后續(xù)的延續(xù)和可追溯。

3.2 控制網(wǎng)設(shè)置

根據(jù)工程特點(diǎn)和周邊環(huán)境情況合理設(shè)置控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)點(diǎn)位設(shè)置在穩(wěn)固、易于測(cè)量的位置，若工程周邊無(wú)法找到合適地點(diǎn)，考慮到監(jiān)測(cè)頻率可設(shè)置工作基點(diǎn)，以便減少每次測(cè)量的線路，工作基點(diǎn)復(fù)測(cè)頻率應(yīng)高于控制點(diǎn)頻率而低于監(jiān)測(cè)頻率?？刂凭W(wǎng)根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容設(shè)置分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，其中平面控制網(wǎng)主要用于水平位移、傾斜、擾度等測(cè)量的基準(zhǔn)網(wǎng)，高程控制網(wǎng)則可以用于垂直位移和擾度測(cè)量的基準(zhǔn)網(wǎng)，平面控制網(wǎng)中平面控制點(diǎn)一般不少于4個(gè)，并且兩兩互相通視，若不通視，則需要增加轉(zhuǎn)點(diǎn)，轉(zhuǎn)點(diǎn)數(shù)量上不設(shè)限制，但與控制點(diǎn)之間間距應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。高程控制網(wǎng)中高程控制點(diǎn)一般不少于3個(gè)。

3.3 控制測(cè)量

控制網(wǎng)形成后，需要對(duì)其進(jìn)行初測(cè)和復(fù)測(cè)工作，測(cè)量要求應(yīng)根據(jù)設(shè)置等級(jí)要求進(jìn)行，控制網(wǎng)測(cè)量等級(jí)不低于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)等級(jí)。初測(cè)一般進(jìn)行三次或以上成果，取平均值作為控制網(wǎng)基準(zhǔn)值，后續(xù)復(fù)測(cè)根據(jù)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)等級(jí)，一般不低于1次/季度。

控制網(wǎng)復(fù)測(cè)后由于各種原因會(huì)造成控制點(diǎn)本次成果與上次成果有一定差異，造成差異的可能為測(cè)量誤差或者真實(shí)變形，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行相關(guān)分析，原則上因測(cè)量誤差造成差異一般不大于2mm，采用以前的數(shù)據(jù)即可；真實(shí)變形則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況利用新測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)需要對(duì)真實(shí)變形的控制點(diǎn)進(jìn)行三次測(cè)量取平均值的形式進(jìn)行新的賦值。

4 變形監(jiān)測(cè)方法

4.1 主體建筑沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

在開(kāi)始施工前，將沉降觀測(cè)點(diǎn)預(yù)先布置在建筑物的外墻柱或承重墻上。觀測(cè)標(biāo)志選用φ18mm～20mm，長(zhǎng)25cm的圓鋼，加工成“L”形狀，頂部為圓弧形態(tài)。標(biāo)志采用后置筋埋設(shè)在建筑物框架結(jié)構(gòu)的立柱或承重墻上，點(diǎn)位距地面的高度為0.3～0.5m，標(biāo)志埋設(shè)應(yīng)穩(wěn)固，并標(biāo)識(shí)明顯記號(hào)，盡量降低觀測(cè)點(diǎn)被破壞的風(fēng)險(xiǎn)。在整個(gè)施工期間，觀測(cè)點(diǎn)因處于施工區(qū)域內(nèi)容易受到各種外力的影響破壞，故應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，盡可能地保證觀測(cè)的連續(xù)性。計(jì)劃在每棟建筑外墻柱各設(shè)置4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)（水平位移觀測(cè)點(diǎn)與之共用）。

4.2 水平位移監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作時(shí)，全站儀是使用較多的設(shè)備，一般會(huì)使用極坐標(biāo)這種監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)分析兩個(gè)已知的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用極坐標(biāo)換算方式，對(duì)未知觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行確定，進(jìn)而獲取相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。認(rèn)真監(jiān)測(cè)坡頂豎向位移情況和周邊道路的沉降情況。監(jiān)測(cè)時(shí)主要使用電子水準(zhǔn)儀，在埋設(shè)其觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以共用水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，而對(duì)周邊道路沉降情況的觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)，主要是采用擊入界址點(diǎn)鋼釘方式來(lái)完成。在觀測(cè)具體沉降情況時(shí)，要充分考慮深基坑現(xiàn)場(chǎng)的具體狀況，進(jìn)而對(duì)觀測(cè)的測(cè)量模式進(jìn)行合理地制定。在進(jìn)行第一次觀測(cè)時(shí)，要使用往返測(cè)量的方式，在觀測(cè)其余沉降情況時(shí)，可以采用單程測(cè)量的方式。還要及時(shí)檢查監(jiān)測(cè)儀器是否保持良好狀態(tài)，要及時(shí)做好檢驗(yàn)與校正工作，以便讓觀測(cè)的沉降結(jié)果保持精準(zhǔn)性。此外，每次觀測(cè)時(shí)，還要將系統(tǒng)誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)。認(rèn)真監(jiān)測(cè)深層水平的位移情況。主要使用的設(shè)備包括測(cè)斜儀和測(cè)斜管等，在對(duì)深層水平位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，要合理把握具體的監(jiān)測(cè)方法。首先要對(duì)測(cè)斜管的導(dǎo)槽進(jìn)行認(rèn)真檢查，該項(xiàng)檢查可以使用模擬測(cè)頭來(lái)完成，而后要確保測(cè)斜儀的工作狀態(tài)良好，在操作測(cè)斜儀時(shí)要確保操作的規(guī)范性，進(jìn)而確保測(cè)點(diǎn)深度和讀數(shù)的精確度。要按照監(jiān)測(cè)的方案來(lái)規(guī)劃好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)頻率。在開(kāi)挖基坑的過(guò)程中，一般監(jiān)測(cè)的時(shí)間頻率保持在1～2d，后面隨著基坑開(kāi)挖深度的不斷增加，監(jiān)測(cè)的頻率也要相應(yīng)提高。在完成澆筑基坑底部墊層的作業(yè)后，監(jiān)測(cè)頻率要保持在每2d一次，隨著澆筑后時(shí)間的延長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)的時(shí)間頻率可以保持在3～10d。完成測(cè)量后，要按照獲取的數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)的頻率進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。如果監(jiān)測(cè)值保持穩(wěn)定，就可以減少監(jiān)測(cè)的頻率；如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的變化，監(jiān)測(cè)頻率就要適當(dāng)增加。

4.3 垂直位移監(jiān)測(cè)

垂直位移觀測(cè)的高程依據(jù)是水準(zhǔn)基點(diǎn)，即在水準(zhǔn)點(diǎn)高程不變的前提下定期地測(cè)出變形點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)基點(diǎn)的高差，并求出其高程講不同周期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，即可得出變形點(diǎn)的高程變化的大小及規(guī)律。一般作業(yè)采用三等水準(zhǔn)測(cè)量，根據(jù)交樁的控制點(diǎn)作為起測(cè)點(diǎn)，對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行高程觀測(cè)，取前三次觀測(cè)值的平均值為初始值，監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次觀測(cè)值減去前次觀測(cè)值的差值即本次的垂直位移量，本次觀測(cè)值減去初始值的差值即為累計(jì)的垂直位移量。垂直位移監(jiān)測(cè)也是監(jiān)測(cè)中的重要內(nèi)容，這項(xiàng)工作的效果與基坑施工安全性存在直接聯(lián)系。因此，需要高度重視垂直位移監(jiān)測(cè)工作。垂直位移監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性有著很高的要求。工作人員需要應(yīng)用光學(xué)原理，選擇一個(gè)合理的監(jiān)測(cè)位置，把檢測(cè)光束與之對(duì)應(yīng)，然后不斷計(jì)算光束與測(cè)量點(diǎn)位的數(shù)據(jù)。通過(guò)不同時(shí)間段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)差值，工作人員可以準(zhǔn)確判斷垂直位移情況，從而實(shí)現(xiàn)垂直位移監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。采用這種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有助于提高垂直位移監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。然而，光測(cè)量技術(shù)也存在一定的局限性，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中容易受到其他物體的遮擋，導(dǎo)致無(wú)法獲取有效的數(shù)據(jù)。在這種情況下，為了保證垂直位移監(jiān)測(cè)的有效性，工作人員需要利用其他的設(shè)備來(lái)獲取信息。在施工過(guò)程中，垂直位移對(duì)基坑的影響極大，它會(huì)嚴(yán)重破壞建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。垂直位移問(wèn)題如果處理不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生各種基礎(chǔ)質(zhì)量問(wèn)題，甚至導(dǎo)致建筑傾斜，增加建筑事故發(fā)生的概率。因此，工作人員必須有效落實(shí)垂直位移監(jiān)測(cè)工作。

4.4 做好現(xiàn)場(chǎng)安全管理，保障深監(jiān)測(cè)效果

在具體應(yīng)用監(jiān)測(cè)技術(shù)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要提高對(duì)安全施工的意識(shí)和認(rèn)知，特別是要確保附近的環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)施工保持良好的協(xié)調(diào)。要確保監(jiān)測(cè)方式的科學(xué)和合理性，進(jìn)而科學(xué)地管理。需要注意的是，在進(jìn)行安全管理時(shí)，施工人員要進(jìn)行嚴(yán)格遵循深基坑監(jiān)測(cè)的相應(yīng)原則，要認(rèn)真落實(shí)好日常的施工措施，避免施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)安全隱患。此外，現(xiàn)場(chǎng)管理人員還要認(rèn)真做好安全監(jiān)管工作，在深入分析深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)具體應(yīng)用情況的前提下，對(duì)重點(diǎn)施工內(nèi)容加強(qiáng)監(jiān)管，管理人員還要注意做好對(duì)基坑周邊的監(jiān)測(cè)工作，進(jìn)而充分掌握好當(dāng)前基坑的具體沉降情況。

4.5 對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷和處理

在工程監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照行業(yè)內(nèi)部制定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際工程情況出現(xiàn)偏差，需要及時(shí)找尋問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并重新開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，從而確保檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和有效性。對(duì)于個(gè)別數(shù)值偏差較大的結(jié)果，可以分成兩種類型進(jìn)行分析，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行選擇。第一種是隨機(jī)變異性產(chǎn)生的結(jié)果偏差，同一個(gè)整體出現(xiàn)不同的結(jié)果數(shù)值時(shí)，可以進(jìn)行中和。另外一種是因?yàn)橥獠凯h(huán)境和選擇方法不同產(chǎn)生的結(jié)果偏差，在不同整體上出現(xiàn)的偏差結(jié)果，需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保數(shù)據(jù)結(jié)果的完整性與有效性。建筑監(jiān)測(cè)工作需要遵循公正、公開(kāi)與公平的基本原則，同時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)告結(jié)果出現(xiàn)偏差問(wèn)題，也會(huì)對(duì)建筑工程施工質(zhì)量和安全造成直接的影響，因此如果發(fā)現(xiàn)偏差問(wèn)題需要及時(shí)進(jìn)行解決和改善，只有這樣才能更好地對(duì)建筑工程質(zhì)量安全進(jìn)行保障。

5 應(yīng)用案例

5.1 工程概況

上海市靜安區(qū)江寧路54A項(xiàng)目由1棟約100m高的辦公塔樓組成?？傆玫孛娣e為10455m2，總建筑面積75325.5m2，地上23層。

5.2 監(jiān)測(cè)設(shè)置

沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)每隔2-3根立柱設(shè)置1個(gè)，共布設(shè)19個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)；水平位移監(jiān)測(cè)在房屋四個(gè)角點(diǎn)上各設(shè)置1個(gè)，共計(jì)4個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。具體監(jiān)測(cè)頻率如下。

（1）初始值測(cè)量3次。

（2）每增加1層進(jìn)行一次垂直位移觀測(cè)。

（3）每增加5層進(jìn)行一次水平位移監(jiān)測(cè)。

5.3 特殊過(guò)程處理

由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要預(yù)制在建筑物體內(nèi)，為保證整個(gè)監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行，在地面一層施工前在地下室內(nèi)對(duì)應(yīng)立柱上布設(shè)對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，待一層施工完成后將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在地面一層的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行初始值重新測(cè)定，而將地下一層測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變量累加上去，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)涵蓋地上樓層沉降施工的完整性。

5.4 監(jiān)測(cè)成果

截至樓層結(jié)構(gòu)封頂，經(jīng)過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)得知，樓層結(jié)構(gòu)最大沉降量為-7.43mm，水平位移最大1.2mm，平均日沉降在-0.01～-0.03mm，最大不均勻沉降-1.86～-7.43mm之間。樓層結(jié)構(gòu)均處在正常沉降范圍。

5.5 社會(huì)效益

因本項(xiàng)目在施工過(guò)程需要同步進(jìn)行醫(yī)學(xué)設(shè)備安裝，醫(yī)學(xué)設(shè)備安裝的平穩(wěn)性是后續(xù)設(shè)備能否正常投入使用的前提保障。樓層的施工期間變形數(shù)據(jù)不僅僅為施工提供方向，也為醫(yī)學(xué)設(shè)備安裝調(diào)平提供依據(jù)，確保整個(gè)項(xiàng)目的穩(wěn)步推進(jìn)[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

監(jiān)測(cè)信息反饋進(jìn)行安全預(yù)測(cè)，加強(qiáng)安全控制的同時(shí)減少隱患，使高層建筑工程始終處于安全可控狀態(tài)，從而更大程度上加強(qiáng)施工單位的風(fēng)險(xiǎn)控制。較為全面地總結(jié)了高層建筑安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，極大地提高了對(duì)高程建筑工程的安全管控能力，為同類工程提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)[4]。