論文建筑工程深基坑變形觀測探討

1、論文建筑工程深基坑變形觀測探討 建筑工程深基坑的變形觀測探討 摘要：在建筑工程施工中，深基坑變形觀測的落實，直接關(guān)系著整個工程項目施工質(zhì)量與安全，實際施工過程中若無法有效防治質(zhì)量與安全通病，則極易影響整個建筑的使用性能，甚至會對公眾的生命安全造成威脅。就深基坑變形機理及監(jiān)測目的進行闡述，明確深基坑變形的常見現(xiàn)象、原因及防治措施，指出深基坑變形觀測的內(nèi)容，進一步對建筑工程深基坑變形觀測展開探究，旨在全面提升建筑工程深基坑施工質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：建筑工程； 深基坑；變形觀測 引言 在高層建筑不斷涌現(xiàn)的社會環(huán)境下，建筑工程規(guī)模不斷擴大，建筑物深基坑開挖施工也比較常見。在深基坑中，基坑深度在5m以上，諸多

2、復雜因素都會對基坑產(chǎn)生影響，比如施工環(huán)境、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等，為保證深基坑施工質(zhì)量與安全，開展規(guī)范化的變形觀測是非常必要的。 1深基坑變形機理及監(jiān)測目的 在建筑工程施工中，基坑開挖或?qū)е轮車貙映霈F(xiàn)異動，這是深基坑變形的主要原因。實際上，可通過基坑開挖面上卸載來看待基坑開挖過程，此種操作下會導致水平方向或者垂直方向上土體原始應(yīng)力有所改變。就基坑開挖的整個過程來看，在水平方向上，受到坑內(nèi)外部土壓力的影響，圍護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移，地表沉降也得以加大。在垂直方向上，基坑內(nèi)外存在高差，加載出現(xiàn)，并且受到地面超載的作用，導致坑底出現(xiàn)隆起情況。 在建筑工程深基坑施工中，通過基坑變形監(jiān)測的落實，能夠為設(shè)計與施工

3、的順利提供支持，便于反饋信息，優(yōu)化開挖方案，在實際施工中積累經(jīng)驗，確保深基坑工程設(shè)計與施工水平都能夠逐步得到提升。 2深基坑變形的常見現(xiàn)象、原因及防治 其一，變形觀測過程中，基準點與觀測點設(shè)定在時間上存在偏差，無法對邊坡實際變形加以準確反映。其原因在于，操作人員缺乏系統(tǒng)且完善的變形觀測知識，并未高度重視沉降與水平位移觀測質(zhì)量控制，觀測過程中支護結(jié)構(gòu)、土方開挖等對觀測點造成擾動。針對此種情況，需要在支護結(jié)構(gòu)與降水井施工完成后且基坑開挖之前來設(shè)置基準點與觀測點，保證觀測結(jié)果的真實性。 其二，各觀測點設(shè)置不夠合理，基坑邊坡變形會對基準點產(chǎn)生影響。其原因在于，觀測點埋設(shè)不合理，基準點位移出現(xiàn)，相對變形

4、值無法對實際情況進行反應(yīng)，操作者的專業(yè)水平有待提升。針對此種情況，需要合理布設(shè)水平位移觀測點與沉降觀測點，控制好變形觀測點間距，重視基準點與變形觀測點的保護，避免遭到人為破壞。 其三，變形觀測時間不合理，頻率紊亂，影響觀測成果。其原因在于，并未及時建立初始讀數(shù)，觀測成果不符合實際情況。觀測時間間隔缺乏規(guī)律性，無法通過觀測成果來把握實際情況。這就需要實施變形觀測，控制好基坑開挖中觀測時間間隔，若部分情況可能導致變形加快，需要將觀測頻數(shù)提升。地下構(gòu)筑物完工后，觀測得以結(jié)束。 其四，觀測點穩(wěn)定性不足，埋設(shè)方式不合理，影響了觀測數(shù)據(jù)的真實性與可靠性。若施工單位并未高度重視沉降觀測，觀測點設(shè)置不合理，就

5、會導致此種問題出現(xiàn)。針對此種情況，需要依照要求來制定觀測點，保證牢固且穩(wěn)定，便于長期保存，確保在頂部能夠垂直量尺，且視同條件優(yōu)良。 其五，變形觀測缺乏完善的資料，無法保證觀測成果的真實性與權(quán)威性。這一情況的出現(xiàn)原因在于，基準點與觀測點資料不夠完善，并未詳細記錄觀測值，導致記錄值不夠全面等。觀測過程中其他單位并未就簽證進行辦理。針對此種情況，需要就基準點與觀測點的位置加以明確，做好編號，對變形觀測各項信息進行準確記錄，包括日期、時間、累積變形值等。以觀測資料為支持，繪制曲線或表，待觀測結(jié)束后進行匯總，附上文字說明。及時請有關(guān)單位進行檢查與復核，做好簽證備案。 3深基坑變形觀測的內(nèi)容 3.1圍護結(jié)

6、構(gòu) 水平位移監(jiān)測過程中，能夠直觀體現(xiàn)出圍護結(jié)構(gòu)變形情況，在監(jiān)測過程中必須要掌握重點。就水平方向上基坑狀態(tài)來看，基坑內(nèi)外土體原始應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，會導致地層移動出現(xiàn)，進而造成圍護結(jié)構(gòu)變形。在基坑開挖過程中，水平方向影響范圍與開挖深度相比，可達1.5倍，一般在基坑邊上對監(jiān)測控制點進行設(shè)置的過程中，以開挖距離的2.5-3倍距離之外的穩(wěn)定區(qū)域為主要環(huán)境，保證監(jiān)測控制點的設(shè)置能夠滿足水平位移與沉降的監(jiān)測需求。在對變形監(jiān)測點進行布置的過程中，要明確具體的觀測周期、觀測頻率以確保水平位移監(jiān)測的準確性與可靠性?；铀轿灰票O(jiān)測過程中監(jiān)測頻率與施工進度的相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示，。 表1 基坑水平位移監(jiān)測頻率信息表

7、基坑 類別 施工進程 基坑設(shè)計開挖深度 5m 510m 1015m 一級 開挖深度 （m） 5 1次/1d 1次/2d 1次2d 510 1次/1d 1次/1d 10 2次/1d 底板澆筑后時間 （d）7 1次/1d 1次/1d 2次/1d 714 1次/3d 1次/2d 1次/1d 1428 1次/5d 1次/3d 1次/2d 28 1次/7d 1次/5d 1次/3d 二級 開挖深度 （m）5 1次/2d 1次/2d 510 1次/1d 底板澆筑后時間 （d）7 1次/2d 1次/2 714 1次/3d 1次/3d 1428 1次/7d 1次/5d 28 1次/10d 1次/10d 基坑開挖

8、完成后，若支護結(jié)構(gòu)變形已處于穩(wěn)定狀態(tài)，監(jiān)測頻率可調(diào)整到每周一次，直至施工至地面后停止監(jiān)測。遇到較大降雨時以及觀測值達到預警值時觀測加密。當基坑回填完畢至0.00時，整個基坑監(jiān)測工程遂告結(jié)束。 在沉降監(jiān)測方面，必須要認識到地下水活動往往會對基坑圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響影響，導致其沉降變化出現(xiàn)。在地下水位升降過程中，會影響到基坑底部壓力，導致其出現(xiàn)差異性變化，基地突涌或者下陷的問題較為常見。在圍護結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測過程中，對于關(guān)鍵部位，一般會應(yīng)用到電子水準儀，確保其具有較高的精密度，也可依照水準測量方法來進行監(jiān)測。在深基坑變形監(jiān)測過程中，需要結(jié)合工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、施工進度等要素開展綜合分析，來對觀測的周期、時

9、間和次數(shù)等加以確定，以確保深基坑變形觀測工作得以規(guī)范化開展。 3.2周圍環(huán)境 在監(jiān)測鄰近建筑物沉降的過程中，需要明確深基坑開挖的具體情況，密切關(guān)注基坑周圍土體狀態(tài)，把握其其塑性流動，自圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)出發(fā)，土體得以流向坑內(nèi)和基底，導致地表沉降問題出現(xiàn)。在基坑開挖之前，地下連續(xù)墻施工作業(yè)也會影響到地層狀態(tài)，導致地層位移出現(xiàn)，進而造成地表沉降問題。針對此種情況，在觀測建筑物沉降的過程中，需要把握建筑物結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、開挖施工方案等要素，在全面分析的基礎(chǔ)上，合理布置監(jiān)測點，以確保變形觀測工作得以規(guī)范落實。一般情況下，將觀測點設(shè)置于建筑物角點、中點或者周邊，也可在建筑物自身墻壁上進行固定，與地面保持適當?shù)?/p>

10、距離，一般保持在1m左右，一般每棟建筑物設(shè)置6個以上觀測點，以確保滿足觀測需求。 在觀測臨近建筑物裂縫的過程中，需要保證觀測點設(shè)置的合理性。在深基坑施工過程中，不均勻沉降的出現(xiàn)會對地基產(chǎn)生一定影響，導致位移情況出現(xiàn)，若建筑物傾斜，則會影響結(jié)構(gòu)狀態(tài)，導致附加拉力與剪力出現(xiàn)。若材料承載能力有限，無法承受較大的應(yīng)力，就會導致裂縫問題出現(xiàn)。在建筑工程施工中，若縱墻出現(xiàn)裂縫，則可以判定其縱墻附近存在劇烈沉降變化。在變形觀測過程中，需要統(tǒng)一進行編號，就裂縫進行合理分組，布設(shè)觀測標志，以避免出現(xiàn)混亂。通過數(shù)據(jù)來對裂縫寬度進行表示時，必須要保證數(shù)據(jù)精確至0.1mm，詳細記錄觀測日期、長度、寬度、部位等數(shù)據(jù)，為

11、建筑工程深基坑施工提供參考。 在觀測道路與管線變形方面，要把握建筑工程深基坑開挖施工的整體過程，從水平位移和沉降入手，來實施規(guī)范化的觀測，以把握施工現(xiàn)場臨近道路以及管線等實際情況。在這一方面主要應(yīng)用采用儀器觀測方式，也可通過測試與目測調(diào)查相協(xié)調(diào)的方式，二者互為補充，從而確保變形監(jiān)測獲得理想的效果。在應(yīng)用目測調(diào)查法的過程中，主要是圍繞周圍地面進行，觀察其是否存在超載情況，把握建筑物與地面之間裂縫分布狀況，以及地下管線是否存在變位或者損壞等，從而對變形進行全面觀測和準確記錄，以便優(yōu)化深基坑施工方案，切實加強建筑工程施工質(zhì)量控制。 4建筑工程深基坑的變形觀測 4.1工程概況 某深基坑工程基本信息如表

12、2所示?；訓|西兩側(cè)分別緊鄰8層大酒店，地下為回填雜土，周邊分布密集的市場管線。深基坑邊坡土質(zhì)為回填土，基坑周邊放坡空間有限，幾乎呈垂直狀態(tài)，存在復雜的支護結(jié)構(gòu)。在深基坑工程中，以西邊坡變形觀測為重點。 表2 某深基坑工程基本信息 基坑長度 基坑寬度 開挖深度 地下水位 涌水量 150m 90m 23m 較高 2000m3/d 4.2圍護結(jié)構(gòu)水平位移觀測 其一，坐標法。結(jié)合深基坑工程項目實際情況出發(fā)，水平位移觀測過程中對于坐標法的應(yīng)用，主要是以全站儀與反射片相互協(xié)調(diào)，對變形點進行動態(tài)掃描，通過整體平面控制網(wǎng)法的應(yīng)用，來觀測變形監(jiān)測點。于基坑區(qū)南北道路上對穩(wěn)定點進行選擇，構(gòu)成基準點，滿足平面控制

13、需求。將圍護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測點布置于基坑支護結(jié)構(gòu)頂端。控制網(wǎng)過渡點布設(shè)于基坑周邊道路以及施工道路上，對圍護結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測點和基準點進行連接，形成控制網(wǎng)，以監(jiān)測基準點為輔助，來監(jiān)測基坑內(nèi)錨桿、樁頂冠梁以及護坡變形點等。由于場地條件存在一定置于，監(jiān)測控制網(wǎng)缺乏規(guī)則性，這就需要定期復測控制網(wǎng)，保證其具有良好的精度。將反射片裝置設(shè)置于變形觀測點上，在對觀測點坐標進行掃描的過程中應(yīng)用全站儀極坐標法，基坑的水平位移以及豎向位移得以通過三維坐標變化加以呈現(xiàn)，從而獲得準確可靠的數(shù)據(jù)，來將基坑側(cè)壁具體情況反映出來。 其二，基線法。在對圍護結(jié)構(gòu)水平位移進行測量的過程中，基線法發(fā)揮著重要的作用，于基坑邊坡北部位置對基準點

14、進行選擇，確保滿足監(jiān)測需求，以經(jīng)緯儀基線法為輔助，將儀器架設(shè)于基準點上，對開挖影響范圍以外的目標進行瞄準，基線得以確定，之后對位移變形監(jiān)測點進行選擇，在基坑開挖的過程中，變形監(jiān)測點也隨之移動，監(jiān)測點位移就是移動的距離。通過實踐發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)方法下以測釬和直尺讀書為瞄準方式，無法保證測量的精確度與有效性，針對此種情況，可運用軌道化標尺，標尺一次滑動即可完成繁瑣的立測釬過程。通過基線位移觀測覘的研制，能夠與發(fā)射片保持強制對中作用，對目標進行精確瞄準。通過激光器調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮，能夠與經(jīng)緯儀確定的基線保持一致，通過瞄準系統(tǒng)的輔助，可通過一次滑動對位移量進行測量。讀數(shù)可估讀到0.1mm。在使用過程中可將經(jīng)緯

15、儀架設(shè)于基準點上，以便對基線進行確定，觀測覘某刻度與變形觀測點緊貼，將經(jīng)緯儀望遠鏡轉(zhuǎn)動，瞄準觀測覘后，對反射片進行滑動，通過刻度盤來將位移值讀出。該方式能夠滿足基線法測水平位移的項目應(yīng)用需求，方便快捷，應(yīng)用前景廣闊。 4.3周圍建筑物沉降觀測 精密水準測量法能夠滿足周圍建筑物沉降監(jiān)測需求，電子水準儀需具備較高的精度，對建筑物沉降觀測點以及水準點之間高差變化進行周期性的監(jiān)測。于基坑西邊坡的周邊道路上，設(shè)置沉降監(jiān)測點，主要是對地下管線進行監(jiān)測，而大樓上基坑邊沉降監(jiān)測點的選擇，主要是對建筑物沉降進行監(jiān)測。 4.4錨索應(yīng)力觀測 在這一方面主要應(yīng)用錨索測力計，其由合金鋼圓筒制作而成，強度較高，在不同荷載

16、下其內(nèi)部所放置的高精度振弦式傳感器的數(shù)量也有所不同。錨索測力計上的總荷載的監(jiān)測，可通過傳感器來實現(xiàn)，對不均勻荷載或者偏心荷載進行準確測量。在本工程項目中，所選用的錨索測力計為基康三弦式，以支護施工進度為支持，選定錨索并監(jiān)測應(yīng)力變化，獲得應(yīng)力值變化曲線，可知基坑位移較大部位存在典型性的應(yīng)力變化。 基坑變形與錨索應(yīng)力之間密切相關(guān)，統(tǒng)一分析變形數(shù)據(jù)，能夠把握基坑實際變化狀態(tài)。若錨索承載力有限，無法承受應(yīng)力，則會影響基坑的穩(wěn)態(tài)，甚至會造成破壞。針對基坑側(cè)移量超限的情況，必須要采取有針對性的防治措施，以達到良好的加固效果。基坑爆破施工中，會擾動地基土地，破壞了地基的受力平衡，導致變形問題出現(xiàn)。針對此種情

17、況，可采取鋼支撐方法來進行加固，以雙拼H型鋼為主，對地下室底板所預留的鋼筋混凝土牛腿進行支撐，并通過另一端對原圍護結(jié)構(gòu)圈梁進行支撐，預應(yīng)力施加一般為1000kN，以達到良好的支撐效果。此種方式下，能夠一定程度上抵抗圍護結(jié)構(gòu)背后土體，位移也得到有效控制，基坑危險得以防范。 4.5周圍環(huán)境觀測 隨著開挖施工的不斷進行，達到基坑底部時，發(fā)現(xiàn)基坑西側(cè)存在明顯的地面沉降，路面裂縫為縱向，多出現(xiàn)于道路中縫、地基交接部位等。通過實時監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，43d左右基坑側(cè)壁移動是裂縫出現(xiàn)的主要原因。通過支護措施的合理化應(yīng)用，能夠防范了超限值發(fā)展問題，建筑物沉降并未超出允許范圍，可知通過斜支撐的應(yīng)用能夠?qū)游灰瓢l(fā)展加以有效遏制，災(zāi)害產(chǎn)生也得到有效防治。 結(jié)語 為確保建筑工程深基坑施工能夠獲得理想的效果，必須要立足工程項目實際情況出發(fā)，保證施工組織設(shè)計的嚴謹化與完善化，并落實規(guī)范且有效的變形觀測，為整個建筑工程深基坑施工的安全有序進行創(chuàng)造條件。這就需要保證變形數(shù)