高层建筑基坑变形监测研究

2021-03-08杨晨辉

工程建设与设计 2021年2期

杨晨辉

（上海地矿工程勘察有限公司，上海200072）

1 引言

基坑工程是高层建筑项目中的重要分项工程之一，在基坑施工中需及时进行支护，防止塌方变形。而基坑变形监测则是基坑工程中的一项重要工作，其目的是监测记录基坑变形数值，对基坑变形情况进行科学评估及寻找其变形规律，从而有效预防和解决基坑变形问题[1]。

2 高层建筑基坑变形监测的意义

图1 某高层建筑地下室基坑变形监测点示意图

基坑变形监测是指在基坑施工中设置多个监测点，实时监测基坑变形情况，及时发现某个位置的变形问题，并提供该位置的准确变形数值，以作为工程改动的科学依据。通过有效的基坑变形监测，获得准确、全面的基坑变形数值，可以更加清晰地掌握高层建筑不同施工阶段的基坑支护结构变形状态和安全状态。并且通过基坑变形监测所获得的数据是实时性的，可以及时将高层建筑基坑变形数据信息反映给相关部门，以指导相关部门对工程做出正确的判断。图1 为某高层建筑地下室基坑变形监测点示意图。

3 高层建筑基坑变形监测的要点

1）保障监测数据的准确性和完整性。进行基坑变形监测的主要目的是通过监测获得相关数据信息，再利用相关数据信息为主要依据来进行基坑变形评价。所以，只有先保障监测数据的准确性，才能够保证基坑工程质量。并且在保障监测数据的准确性的同时，还需要保障监测数据的完整性，即连续性地进行数据监测，否则会导致测量数据缺失，无法反映出基坑变形的真实情况，也无法摸清基坑变形的发展规律。

2）规范操作监测仪器设备。在进行高层建筑基坑变形监测过程中，需要使用一些专业化的监测仪器设备，只有规范操作监测仪器设备，才能够确保监测工作的顺利开展及监测结果的科学有效性。仪器设备的操作需由专业技术人员执行，严禁无证上岗，在操作过程中需严格遵循相关操作方法和规程。另外，日常还需对仪器设备进行有效的维护和保养，避免仪器设备发生损坏；在使用仪器设备之前，先对仪器设备进行仔细的检查和校对，以防出现数据不准确问题。

3）加强对重点部位的监测。在高层建筑基坑变形监测期间，对于一些重点部位需加强监测，确保数值的准确性，这样才能够保证基坑监测点布置的准确性。一般对重点部位的监测需采用加密监测点，一旦发现问题需及时处理。

4）增强监测点之间的联系。监测点是基坑变形监测的关键，通过增强监测点之间的联系，一方面可以提高对基坑变形情况的监控力度，另一方面可以在一定程度上减少监测点的布设数量，从而降低监测成本、减少资金投入。同时，监测点的减少也意味着工作量的减少，有利于提升整体监测工作的效率。

4 高层建筑基坑变形监测的方法——以某高层建筑项目基坑工程为例

4.1 工程概况

某高层建筑项目由地上22 层+地下2 层组成，其中东、南2 栋为住宅区，东侧住宅共8 层、南侧住宅共10 层，西侧为道路区，北侧为地基不深的图书馆区。本项目的基坑工程以桩基础为主，基坑周长250m，基坑支护所采用的主要施工技术是灌注桩联合钢筋混凝土技术。

4.2 基坑变形监测方法

4.2.1 平面位移监测网及观测点监测

先合理确定3 个水平基准点，基准点的位置处于80m 外的变形区中。在设立监测网时，采用四等导线网的方式。在进行测量时，为确保测量数据的准确性，选择采用精度高、误差小的全站仪设备，它能够满足基本的监测条件。在对水平角和外边长的测量中，需采用科学的方法和计算规则进行准确的平差计算，以保证所选观测位置的合理性。结合实际情况，需布置14 个平面监测位置。沉降监测点、顶平面位移监测点的位置是否保持一致、有无发生偏移乃是重点监测指标。先借助全站仪对各个初始坐标值进行有效测量，再通过累计位移、计算等途径获得具体的坐标[2]。

4.2.2 地下水位监测点监测

通过结合建筑设计与钻孔预埋来对地下水位进行监测，井水观测的水准网点则可以任意选择井顶部的某一点。基准点位置的确定需借助井下水位计的探头，并根据探头触到水位时的蜂鸣声来读数。

4.3 桩顶水平位移

需在固定地点设置水位监测点，例如，可以将水位监测点设置在一些地下连续墙的顶部，或是设置在一些基坑围护桩处。还需设置强制对中标志，目的是确保及时发现基坑围护桩的变形情况。重点对沉降监测点做好监测，使其位置与水平位移监测点保持一致。

4.4 地下水位观测

由于地下水位管材大多为PVC，因此，为了能够顺利将PVC 水位管置入地下，需先采用钻机进行钻孔，再利用净砂填满空隙，并将封口和顶盖处用黏土封住，以防止有地表水流入进去。PVC 水位管的中部具有滤水孔，滤水孔外部则包裹着一层过滤纱网，在进行地下水位观测时需借助钢尺水位计。

4.5 坡顶部垂直位移监测高程控制网及监测点垂直位移测量

先合理确定基准点的位置，再准确埋没高程基准点，确保既能同时对高程点和联合基准点进行监测，又不会影响现场施工作业。在实际监测期间，需严格遵循相关操作规范及国家政策要求。在进行监测点垂直位移监测之时，需选用确定的观测方法、监测路线以及监测顺序，确保仪器设备的固定性。

4.6 坡顶部水平位移监测

在对变形监测点进行观测之时，选择采用专业TS30 全站仪设备和极坐标法。为了尽量减小监测误差，在观测时需关注观测点与后视点的角度问题，使观测点与工作基本点之间保持适宜的距离。监测点的布置是一项关键要点，必须要稳定地固定好基坑顶冠梁，依照监测点的水平位置作为基础标准来合理编制监测点的布置方案，才能够获得最准确的测量数据。另外，在布置监测点时，还应重视所埋设的监测点的安全性，确保埋设作业的安全平稳开展。