浅谈高层建筑在建设中变形监测方法

2023-01-07秦波

建材与装饰 2022年13期

秦波

［上海市地矿工程勘察（集团）有限公司，上海 200072］

0 引言

建筑物的垂直位移变形在施工期间是安全稳定的，工程的设计方案和施工方法是可靠合理的。基坑周边建筑物的位移监测是施工过程中必不可少的项目，内容主要包括垂直位移，水平位移等，依据是监测数据、各项极限值、发展趋势。当累计位移值或当次变形速率超过报警值时，应及时分析原因上报，以便能够迅速采取应急措施进行控制，全过程实现安全施工的目的[1]。

1 高层住宅建筑深基坑施工的重要作用

深基坑施工在整个高层建筑的施工作业中是一项重要的内容，它会直接影响到整个建筑的承重性与稳定性，在建筑施工中属于一项基础性的保障作业。要想让高层建筑的安全性更优，就要不断提高深基坑作业的技术水平，这样才能让建筑工程的基坑施工增强其承载力，进而让整个建筑物提高其使用年限与稳定性。因而，在深基坑施工作业时，必须确保其技术水平与质量。在具体项目的施工过程中，如果没有严格按照规范要求以及设计标准来做好相关的施工管理，就会增加经济方面的成本和风险，进而影响整个项目的顺利开展。所以，在深基坑的具体施工过程中，现场的技术管理人员要确保监测方式的科学和合理性，进而科学地管理好深基坑的支护结构和地下管线以及周边的土体情况。需要注意一点，在安排基坑支护的施工作业时，要充分考虑好基坑处于什么样的具体状态以及相应的设计情况，只有进一步提升深基坑作业的安全性，才能有效保障后续施工环节的有序开展[2]。

2 基坑监测的特点

现阶段，建筑部门对建筑施工安全提出了更高的要求，基坑监测的重要性得到了进一步体现，并且监测技术在当前的建筑领域中得到了广泛应用。为了保证技术应用的有效性和提高监测质量，工作人员必须在熟练掌握基坑监测特点的基础上，灵活应用基坑监测技术，从而保证基坑监测技术的效果。从技术层面来看，基坑监测主要有以下两个特点。①实效性强。地质结构变化是一个动态的过程，在基坑作业中，地质结构任何方向的变化都是有迹可循的。因此，基坑监测技术的应用具有实效性。工作人员需要利用计算机处理技术来分析相关信息数据，并且实时监测地质结构的变化情况和预测坍塌事故发生的概率。②在深基坑监测过程中，工作人员需要以数据变化情况为依据，以地质结构的位移差为基坑安全评价指标来确定监测结果。应用基坑监测技术，可以有效消除各种外界因素对基坑监测产生的干扰，从而保证监测数据的精准性，进一步提高基坑的安全性。

3 控制测量

3.1 控制网的作用

控制测量是建立和维持测绘基准与测绘系统，通过控制测量来确保变形监测在统一的监测系统内，减少监测误差。高程建筑施工期间的控制网应包含平面控制网和高程控制网。为减少控制网给监测过程带来的误差，一般采用独立控制网，但与城市控制网建立对应关系，以便数据后续的延续和可追溯。

3.2 控制网设置

根据工程特点和周边环境情况合理设置控制点。控制点点位设置在稳固、易于测量的位置，若工程周边无法找到合适地点，考虑到监测频率可设置工作基点，以便减少每次测量的线路，工作基点复测频率应高于控制点频率而低于监测频率。控制网根据监测内容设置分为平面控制网和高程控制网，其中平面控制网主要用于水平位移、倾斜、扰度等测量的基准网，高程控制网则可以用于垂直位移和扰度测量的基准网，平面控制网中平面控制点一般不少于4个，并且两两互相通视，若不通视，则需要增加转点，转点数量上不设限制，但与控制点之间间距应满足相关规范要求。高程控制网中高程控制点一般不少于3个。

3.3 控制测量

控制网形成后，需要对其进行初测和复测工作，测量要求应根据设置等级要求进行，控制网测量等级不低于监测点的监测等级。初测一般进行三次或以上成果，取平均值作为控制网基准值，后续复测根据测点埋设等级，一般不低于1次/季度。

控制网复测后由于各种原因会造成控制点本次成果与上次成果有一定差异，造成差异的可能为测量误差或者真实变形，应根据具体情况进行相关分析，原则上因测量误差造成差异一般不大于2mm，采用以前的数据即可；真实变形则应根据实际情况利用新测数据，同时需要对真实变形的控制点进行三次测量取平均值的形式进行新的赋值。

4 变形监测方法

4.1 主体建筑沉降观测点的布设

在开始施工前，将沉降观测点预先布置在建筑物的外墙柱或承重墙上。观测标志选用φ18mm～20mm，长25cm的圆钢，加工成“L”形状，顶部为圆弧形态。标志采用后置筋埋设在建筑物框架结构的立柱或承重墙上，点位距地面的高度为0.3～0.5m，标志埋设应稳固，并标识明显记号，尽量降低观测点被破坏的风险。在整个施工期间，观测点因处于施工区域内容易受到各种外力的影响破坏，故应采取相应的保护措施，尽可能地保证观测的连续性。计划在每栋建筑外墙柱各设置4个沉降观测点（水平位移观测点与之共用）。

4.2 水平位移监测

在进行监测工作时，全站仪是使用较多的设备，一般会使用极坐标这种监测方式，通过分析两个已知的监测点，采用极坐标换算方式，对未知观测点进行确定，进而获取相应的坐标数据。认真监测坡顶竖向位移情况和周边道路的沉降情况。监测时主要使用电子水准仪，在埋设其观测点时，坡顶竖向位移监测点可以共用水平位移监测点，而对周边道路沉降情况的观测点布设，主要是采用击入界址点钢钉方式来完成。在观测具体沉降情况时，要充分考虑深基坑现场的具体状况，进而对观测的测量模式进行合理地制定。在进行第一次观测时，要使用往返测量的方式，在观测其余沉降情况时，可以采用单程测量的方式。还要及时检查监测仪器是否保持良好状态，要及时做好检验与校正工作，以便让观测的沉降结果保持精准性。此外，每次观测时，还要将系统误差控制在规定范围内。认真监测深层水平的位移情况。主要使用的设备包括测斜仪和测斜管等，在对深层水平位移情况进行监测时，要合理把握具体的监测方法。首先要对测斜管的导槽进行认真检查，该项检查可以使用模拟测头来完成，而后要确保测斜仪的工作状态良好，在操作测斜仪时要确保操作的规范性，进而确保测点深度和读数的精确度。要按照监测的方案来规划好现场的监测频率。在开挖基坑的过程中，一般监测的时间频率保持在1～2d，后面随着基坑开挖深度的不断增加，监测的频率也要相应提高。在完成浇筑基坑底部垫层的作业后，监测频率要保持在每2d一次，随着浇筑后时间的延长，监测的时间频率可以保持在3～10d。完成测量后，要按照获取的数据对监测的频率进行及时调整。如果监测值保持稳定，就可以减少监测的频率；如果监测数据出现较大的变化，监测频率就要适当增加。

4.3 垂直位移监测

垂直位移观测的高程依据是水准基点，即在水准点高程不变的前提下定期地测出变形点相对于水准基点的高差，并求出其高程讲不同周期的监测数据进行比较分析，即可得出变形点的高程变化的大小及规律。一般作业采用三等水准测量，根据交桩的控制点作为起测点，对各监测点进行高程观测，取前三次观测值的平均值为初始值，监测点本次观测值减去前次观测值的差值即本次的垂直位移量，本次观测值减去初始值的差值即为累计的垂直位移量。垂直位移监测也是监测中的重要内容，这项工作的效果与基坑施工安全性存在直接联系。因此，需要高度重视垂直位移监测工作。垂直位移监测对数据的精准性有着很高的要求。工作人员需要应用光学原理，选择一个合理的监测位置，把检测光束与之对应，然后不断计算光束与测量点位的数据。通过不同时间段产生的数据差值，工作人员可以准确判断垂直位移情况，从而实现垂直位移监测的目标。采用这种方法进行监测，有助于提高垂直位移监测的准确度。然而，光测量技术也存在一定的局限性，在监测过程中容易受到其他物体的遮挡，导致无法获取有效的数据。在这种情况下，为了保证垂直位移监测的有效性，工作人员需要利用其他的设备来获取信息。在施工过程中，垂直位移对基坑的影响极大，它会严重破坏建筑基础的稳定性。垂直位移问题如果处理不当，就会产生各种基础质量问题，甚至导致建筑倾斜，增加建筑事故发生的概率。因此，工作人员必须有效落实垂直位移监测工作。

4.4 做好现场安全管理，保障深监测效果

在具体应用监测技术过程中，现场施工人员要提高对安全施工的意识和认知，特别是要确保附近的环境和现场施工保持良好的协调。要确保监测方式的科学和合理性，进而科学地管理。需要注意的是，在进行安全管理时，施工人员要进行严格遵循深基坑监测的相应原则，要认真落实好日常的施工措施，避免施工现场出现安全隐患。此外，现场管理人员还要认真做好安全监管工作，在深入分析深基坑监测技术具体应用情况的前提下，对重点施工内容加强监管，管理人员还要注意做好对基坑周边的监测工作，进而充分掌握好当前基坑的具体沉降情况。

4.5 对监测结果进行判断和处理

在工程监测的过程中，需要严格按照行业内部制定的标准和规定，对监测结果进行判断，如果发现监测结果与实际工程情况出现偏差，需要及时找寻问题产生的原因，并重新开展监测工作，从而确保检测结果的真实性和有效性。对于个别数值偏差较大的结果，可以分成两种类型进行分析，并且根据现场实际情况对最终结果进行选择。第一种是随机变异性产生的结果偏差，同一个整体出现不同的结果数值时，可以进行中和。另外一种是因为外部环境和选择方法不同产生的结果偏差，在不同整体上出现的偏差结果，需要及时进行调整，确保数据结果的完整性与有效性。建筑监测工作需要遵循公正、公开与公平的基本原则，同时监测报告结果出现偏差问题，也会对建筑工程施工质量和安全造成直接的影响，因此如果发现偏差问题需要及时进行解决和改善，只有这样才能更好地对建筑工程质量安全进行保障。