浅析高层住宅建筑深基坑监测技术

(整期优先)网络出版时间:2021-02-24
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浅析高层住宅建筑深基坑监测技术

张海波

湖南核工业岩土工程勘察设计研究院 湖南长沙 410000

摘要:基坑施工常伴有诸多安全隐患,做好监测工作是推动工程顺利开展的关键。对此,应根据岩土深基坑工程特点选择相应的监测技术和自动化监测设备,从各项细节切入,全面掌握施工情况,以所得结果为依据采取有效的控制措施。

关键词:高层建筑;深基坑;安全风险;应对方案

引言

基坑分为深基坑和浅基坑,深度超过5m的称为深基坑。目前,我国建筑工程建设多以深基坑为主。基坑深度增加,在一定程度上增加了基坑内部的受力,而且现阶段城市发展过程中出现了很多高层建筑和超高层建筑,为了满足这些建筑的建设,基坑的深度也要相应提升,这更增加了深基坑受力变形的风险。所以,在深基坑施工的过程中,要严格做好变形监测工作。

1高层住宅建筑深基坑施工监测的必要性分析

深基坑施工的复杂度较高,为给施工作业创造良好的条件,必须加强对基坑的检查,掌握其在安全性、质量等方面的具体表现,而此项工作指的正是基坑监测。既有的理论和经验虽然具有指导意义,但各深基坑工程都有其独特之处,若照搬照抄老一套的模式会出现适用性不足的问题。所得监测结果易偏离实际情况。在较复杂的工程项目中,需要以现场实际情况为立足点,合理选择监测技术及相应的设备,从而推动监测工作顺利开展。对此,需明确深基坑的建设要求,以此为导向编制科学的施工方案;实际施工中加强现场监测,及时掌握现场情况,尽可能降低对施工作业造成的不良影响;充分发挥现场检测手段的作用,创建高效的危险警报系统,经过分析后对现场危险等级作出评估,再采取相适应的保护措施,最大限度减少安全隐患。

2高层住宅建筑深基坑施工现状及问题

高层建筑在施工环节受多方因素干扰,部分干扰会给基坑的基础操作带来诸多阻力,遗留种种安全隐患。如未得到及时整改,将会严重影响建筑质量,给社会经济和人民安全造成重大影响。综合分析之前的工程案例,在建筑施工中的基坑问题大多是以下因素造成的。第一,地形勘测结果与施工实际情况出现极大的误差。在具体操作中没有准确的信息支撑,因此在具体工艺操作中增加了安全事故发生的概率。第二,在建筑物的基坑挖掘环节,常常会出现不可控干扰因素,比如挖掘中的失误或者自然环境的影响等等。这些问题如果不得到有效解决,会严重影响工程质量。所以,在基坑施工中,应提前做好应对措施,设计者要根据周边结构特征进行精准预测,尽量排除外部干扰。此外,基坑图纸的设计环节要深入了解施工场地周边情况,对于可能出现的问题及时做好安排,进一步提高在施工过程中基坑的稳定性。

3高层住宅建筑深基坑监测技术应用

3.1动态变形监测

动态变形监测方法也越来越常用,而且相较于传统的静态变形监测方法而言,动态监测方法更加准确,但是相应地,动态监测方法通常需要更先进的仪器和设备支持。比如,在测量风振时,监测人员需要在强风作用时间段内对风速、风向和建筑墙面的风压实行监测,获得相应参数,并且保证这些参数是固定时间内的连续测量结果。为了达到这一目标,监测人员需要使用动态变形监测技术。常用的风振变形监测有以下几种方法:(1)激光位移计自动测量法。监测人员可以利用这种方法将位移信号转变成光波信号,通过对光波信号的获取,监测人员可以通过波形的返回数值确定形变程度。(2)GPS差分载波相位法。监测人员需要两台GPS机来使用这种方法进行测量,其中一台用来发射信号,应将其安置在楼顶,另一台用来接收信号,通常将其安置在一定距离之外的基站中。这两台GPS机需要保持在15min内不间断地记录数据,再将数据用专门的软件进行处理,计算出深基坑的位移

3.2基坑支护结构体系应力监测

1)内力监测。此项监测工作的覆盖对象包含支护结构和支撑结构两部分,以便掌握构件受力钢筋的应力情况,评价支护结构体系的内部受力特点。2)土压力监测。以土压力计为主要装置,将其埋设在围护结构的迎土面,利用该装置展开监测工作。混凝土浇筑期间易出现土压力计被材料包裹的情况,导致装置难以正常使用。对此,需在围护结构的外面钻孔,再于该处设置土压力计。3)孔隙水压力的监测。通过科学的手段掌握孔隙的水压力情况,所得结果可有效反映深基坑支护结构的实际状况,分析压力在各阶段的实际表现,做出是否会发生沉降的判断,同时也可实现对不良地质的控制,从源头上减小不良因素的影响,以免因地表隆起而发生结构变形等问题。

3.3桩墙顶水平位移和垂直位移

墙顶水平位移采用小角法,使用全站仪进行量测。将棱镜头直接焊接至墙顶冠梁处,以减小目标偏心误差。由于小角法对后视点的位置要求较高,各监测点偏离基准线的角度不宜超过30°,在进行后视点的位置确定时,先通过全站仪放线确定后视点位置,再砌筑强制对中观测墩作为后视点,测定监测点与监测基准点之间的角度、距离,计算出监测点向基坑内侧的变形量。

3.4对深基坑进行水位监测

目前较为常用的还有水位监测技术,这种监测技术不受流沙等因素干扰。在具体工作中要注意以下两方面:一方面,需合理安排监测孔的具体部位,另一方面要选择合适的位置安装水位探测器。待整道工序完工后,二者一旦接触就会产生警报。一旦水位超出标准范围,基坑内的湿度值持续增加,底部淤泥堆积,更有甚者出现泥沙拥堵、基坑坍塌等问题,给施工环境带来极大的破坏。如果不及时改善,持续作用下,严重影响工程的顺利开展。所以,一旦发现水位非正常增长,必须立即停工整改。

3.5裂缝监测

深基坑在施工的过程中,可能由于不同的原因而产生形变,还有可能产生裂缝。在监测裂缝的变化时,技术人员可以在一些典型的裂缝上涂抹观测标志,标志通常包括金属标志和石膏标志。金属标志通常安置在裂缝两侧或者裂缝两端,并定期测量金属标志的间隔,以此来确定裂缝的(相对的宽度和长度)变化情况。石膏标志一般使用在裂缝的两端,待石膏凝固后,用颜色明显的漆料将两端石膏连在一起,在其中喷涂一条直线,如果监测的对象裂缝发生变化,石膏就会开裂,漆料的宽度就能比较准确地反映出裂缝的变化趋势。

结束语

总之,随着科技的不断发展,建筑工程深基坑开挖技术日趋成熟,很多技术难题得到有效解决,同时,在深基坑开挖技术上也有很大的上升空间,需要我们不断地去研究探索。目前,深基坑工程中自动化监测技术的运用,可以全方位地实施监测,确保了对深基坑边坡开挖支护的安全性、稳定性,具有十分重要的意义。

参考文献

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