高层建筑基坑工程变形监测探讨

张 栋

中基发展建设工程有限责任公司 北京 101300

引言

在最近的几年时间里，我国社会经济水平得到了显著的提升，有效的推动了我国城镇化发展的进程，再加上民众对高质量生活的渴望，使得大量的高层建筑应时而生。在这个趋势下，对深基坑工程施工技术提出了更高的要求。在实施高层建筑地基结构的过程中，为了保证施工的质量和工程结构的稳定性，需要针对基坑工程实施变形监测工作。

1 变形监测的概述

1.1 定义

变形监测其实质是说借助专业的设备工具，对检测对象实施监督岑量工作，判断结构内部空间在受到各种因素的影响的情况下出现的变化的特征[1]。

1.2 高层建筑基坑工程变形监测的目的

针对高层建筑基坑结构实施变形监测工作，其目的就是保证建筑工程结构的质量和稳定性，并且可以实施了解高层建筑施工过程中基坑支护结构的建造状况。针对高层浇筑基坑工程实施变形监测，如果工程结构出现异常变形能够及时的报警，并且可以为工作人员进行工程支护结构施工工作进行切实的调整提供信息数据参考。其次，借助基坑变形监测工作能够实时了解基坑施工支护结构的各方面情况，判断施工过程中可能遇到的问题，制定出有效的预防和解决方案，从而实现促进高层建筑结构质量的目的[2]。

1.3 变形监测的意义

一是对于滑坡而言，随着监测时间的变化，能够进一步研究导致滑坡的原因，为滑坡的预防提供支持；二是对于机械设备而言，变形监测能够有效保证设备运行的安全性、高效性和可靠性，还能够为新产品设计和产品质量优化提供技术支持；三是在地壳构造运动监测方面，对于近期地壳断裂带的应力聚集、地壳水平运动和垂直运动等地球动力学现象、铁路工程、大型特种精密工程等具有深刻意义[3]。

1.4 监测计划

在实施基坑挖掘工作的时候，因为基坑内土体结构的载荷在逐渐的降低，基坑内外土体和水源的压力无法达到平衡，极易引发基坑结构的变形情况，所以针对基坑实施的监测工作可以划分为三个不同情况，所有的项目在基坑挖掘之前都需要进行原始参数的测量。首先，在挖掘重点位置，监测工作的频率不能超出三天一次。其次，通常的情况下可以十天监测一次。最后，在实施主体结构建造工作的时候，要保证二十天监测一次。如果形变情况超出规定标准或者是现场变化较为明显的时候需要进行实时监控。在发现危险隐患的时候，应该持续进行监测。

1.5 监测要求

（1）结合结构载荷担负能力，综合分析结构受力和形变情况，对施工实施及时监测。

（2）在实施监测工作的过程中，获得的信息数据，需要及时进行更新完善。

（3）在开展监测工作的过程中，一旦发现问题要第一时间进行上报[4]。

1.6 资料整理与信息反馈

在针对施工工作实施监测的时候，务必要保证与设计工作人员保持良好的沟通联系，并且要结合施工现场监测数据，为支护工程施工工作的开展提供数据参考。

（1）在监测工作结束之后，要第一时间编制出报表，向工程各个参与方汇报结果，如果监测出现严重位移情况的时候，要立即向有关行政结构进行上报，并且要在一天之内以书面文件的形式进行告知。如果监测结果正常可以在监测工作结束之后的三天内向有关监理单位提供监测报告。

（2）在监测工作结束之后，要安排专业人员对监测结果进行收集整理，并在规定的时间内为甲方提供正规的监测报告[5]。

2 基坑监测工程变形沉降量分析

2.1 基坑监测控制点

在选择基坑监测控制点的位置的时候，务必要对高层建筑结构的实际情况加以综合分析，保证监测控制点视野开阔。诸如：在我国某地区高层建筑施工单位，将高层建筑结构沉降工作监控点选择在施工现场之外的非机动车行驶场地上，并将场地的定点设定为BM1，作为高层建筑物沉降监测的起算点，其余的监测点作为辅助控制点，这样就提升了高层建筑物沉降监测工作的可靠性。

2.2 基坑支护结构竖向位移监测

在针对基坑纵向移动监测环节中发生的沉降情况实施测量的时候，务必要充分的结合沉降监测数据，将起算点与监控点连接在一起，形成水准闭合线路。随后，结合工作基点情况来判断所有沉降点的准确位置，为扩展水准闭合线路的连接提供支持[6]。

2.3 基坑支护结构竖向位移量分析

在针对基坑施工情况实施监测工作的时候，要利用专业的方法，对高层建筑结构的沉降量加以准确的计算，并结合计算结果，来综合判断基坑支护结构的位置移动情况。在对所有的基坑监测点进行测量操作的时候，要结合上次监测获得的数据，对本次沉降量加以计算。综合沉降监测记录，对沉降位移情况实施整体分析，最终通过计算来获得平均沉降量、平均沉降的速率以及沉降量最小的观测点。

3 高层建筑物基坑工程变形监测方法

3.1 竖向位移监测

在对高层建筑工程基坑结构变形情况实施监测的时候，可以选择使用的方法有很多，其中使用最为频繁的就是纵向位移监测法。这种方法其实质就是在基坑结构出现形变的位置的四周，选择三个基岩水准点，运用单独高程体系以及最前沿的科学技术来进行纵向位移监测系统。在开展监测工作的时候，务必要在前期对相关仪器设备进行调整，在各个观测阶段，都不能对工作人员以及使用的监测设备进行调整，避免监测误差情况的发生[7]。

3.2 平面监测方法

在针对高层建筑工程基坑结构形变沉降情况实施监测工作的时候，可以结合实际情况，选用平面监测的方法，在形变位置四周选择三个适当的位置当做是水平基准点。结合相关规定利用最前沿的机械设备来对高层建筑结构的水平角和边长进行观测。平面监测方法的平面位移的监测点都分布在基坑周围的基坑或者地面上。

3.3 深部土体水平位移方法

在基坑的四周，遵照规范要求以及操作标准来选择适当的位置埋设测斜孔洞当做是土体水平位移的监测点，将探头设置在测斜管道的最底层，实施测量工作，并对测量数据进行详细的记录。每间隔一米进行一次读数，一直持续到下管的顶部，之后将探头移出来，翻转之后继续安设到测斜管道中，实施二次测量。

3.4 水位观测孔

水位观测孔的安设工作务必要严格遵照规范标准落实各项工作，水位管与孔壁之间的缝隙需要利用砂土进行填充。结合工程施工实际情况以及需求，对水位观测孔的深度进行准确的计算，这样才能获得更加准确的观测数据[8]。

4 基坑观测实践操作中的设备运用以及观测方法的应用

要加大基坑监测工作作用的宣传力度，促使各个层级的工作人员都能够在思想中对基坑监测工作加以重视，所以在确定基坑变形观测时长以及方式方法之后，要确保对基坑的监测获得的数据的准确性，从根本上规避建筑工程施工过程中危险事故的发生。在实施测量工作的时候，基坑监测技术的运用可以从下面几个层面着手：首先，运用专门的深层沉降设备针对土层质量情况进行观测，只有掌握了地层变化情况，才能更加全面的掌控施工的进度，深层沉降仪器通常是由观测探头和连接线路组合而成的，观测探头具有良好的吸附能力，能够保证在针对线路实施连接操作的时候，不会因为引力的问题而导致操作失误的情况发生，并且具有专门的刻度尺，可以实施实际测量操作。其次，在实际运用的时候，深层降解设备能够自行将无用的数据进行剔除，并且可以判断施工区域内地表层的沉降是不是存在问题，从而能够为后续的各项工作的开展提供参考。

4.1 安装设备的磁性沉降标尺

一般的时候，要想保证标尺安装操作按部就班的进行，最为重要的是要在地层中设置相应的孔洞，在实施钻孔操作的时候，务必要结合施工现场各方面情况，准确的计算出孔洞的深度以及规格，尽可能的保证人工钻孔的准确性，避免对基坑的结构质量造成损坏，为标尺安装工作的开展创造良好的基础。

4.2 选取具有磁性的连接探头

在运用深层沉降仪器设备对土层土质情况实施观测的时候，需要重视探头材料的选择，因为在利用探头进行探测的时候，需要将探头放置到孔洞内部进行观测，所以要想确保监测结果的准确性和稳定性，需要对探头的材质加以保证，一般的时候人们通常会选择PVC材质的探头，因为这类材质探头不易再到环境的影响而出现损坏的情况。因为连接导管通常都是一次性使用的物品，在一次使用之后，无法进行二次回收利用，所以需要对设备安装质量加以保证。其次，要对磁性沉降尺的使用加以关注，首先是要确定磁性圆环起始位置，这样能够有效地规避测量误差的情况发生，将所有观测得到的数据进行收集，并要进行多次重复观测，最后计算出平均参数，尽可能的确保观测数值和实际变形值的准确性，从而減少了误差对实验结果的影响。

4.3 磁性沉降标尺的具体观测工作

在利用磁性沉降标尺来针对基坑进行监测工作的时候，工作人员务必要秉承严谨认真的工作态度，严格遵照规范流程落实各项工作，为了避免标尺操作失误或者是损坏而导致测量结果不准确的情况发生，需要对沉降位置的端口进行专门的处理，首先要对端口周围的杂质进行清理。其次，加强端口稳定性。

5 高层建筑物基坑工程变形监测案例探讨

5.1 案例概况

就我国某地区高层建筑项目施工工作为实际案例来说，这一工程所处位置于人民路的南边，项目现场为一个长方形，地质结构较为稳定，地势十分平坦，但是施工现场周边的地理环境较为复杂。在地下存在规模较大的管道线路，在基层的东南方为该项目的锅炉房，负责项目的供暖等。西侧和南侧中间有一段高压变电线路，并且还有区域内部的供水管道和天然气管道等。

5.2 监测依据和监测点分布

在针对高层建筑施工情况实施监测工作的时候，工作人员务必要严格遵照规定要求落实各项工作。首先监测工作人员务必要对工程各方面情况进行全面的了解，结合基坑支护结构设计方案以及施工情况，对监测工作进行合理的安排。在选择监测位置的时候，最为重要的是要对工程项目支护结构的水平位置移动情况进行实时监测，结合施工计划以及施工实际情况，在已有监测系统的基础上，进一步对基坑西侧、西北侧以及南侧西段的位移进行检测[9]。

5.3 监测方法与结果分析

根据某地区工程项目地下室基坑监测技术和规划方案，结合现场情况，监测了基坑东南侧的锅炉房以及活动板房等的沉降情况。施工单位依据监测规范和相关要求布设了13个沉降监测点，编号分别为J1～J13。在监测基坑的支护结构水平位移时，采用了徕卡TS02型号的全站检测仪，根据自由测站法以及极坐标法，对埋设在支护结构体上的水平位移标志进行了监测。每次监测所得的结果都同首次采集的数据进行对比。通过此种方式，得出了最终的位移数据。在监测基坑的支护结构垂直位移时，重点监测周围环境地表的沉降情况。使用了DSZ2水准仪设备，将工作基点作为基准，在各个沉降监测点的位置设置了二等水准的闭合路线。根据每一次的监测结果，得出最终的沉降量。经过分析可以得出，该工程项目的已经从东向西展开了基坑回填，并且在逐步开挖的过程中，对边坡的支护以及基础都进行了加固处理，有效缓解了高层建筑工程项目基坑监测造成的负面影响。

6 结语：总而言之，高层建筑基坑变形问题会给高层建筑质量带来不良影响，因此，相关人员应加强基坑变形监测，根据实际情况确定监测点，按照相应的方法采集监测数据，做好顶部垂直位移监测高程控制网测量和监测点垂直位移测量，同时做好地下水位监测，为基坑施工提供数据支持，进而全面提升高层建筑的安全性，为人们的人身安全和财产安全提供保障。