基于GIS建筑的沉降變形監測及數據處理分析

周堅 常智勝

（貴州省地礦局一一三地質大隊 貴州六盤水 553000）

基于GIS建筑的沉降變形監測及數據處理分析

周堅 常智勝

（貴州省地礦局一一三地質大隊 貴州六盤水 553000）

隨著建筑工程信息化發展趨勢，利用GIS建立沉降變形監測體系，可及時發現建筑基礎潛在的異常隱患，提出切實可行的基礎工程改造依據。本文以實際案例為對象，分析了建筑GIS沉降變形監測意義及方法，結合數據處理結果提出切實可行的基坑支護改造方案。

GIS；沉降變形；監測；數據處理

一直以來，建筑物在建設過程中及竣工后的安全，成為人們關注的問題。而建筑物沉降變形監測成果便成為工程質量評價中的一個重要部分。沉降變形是建筑工程常見病害，對建筑整體結構性能具有破壞性。為了提高建筑空間結構的穩定性，施工單位要定期實施沉降變形監測，對收集到的數據進行綜合處理與分析，為工程病害治理提供指導性依據。

1 工程概況

本次工程為貴陽市區東側某住宅建筑群，于2012年8月發生沉降變形，經分析后選擇42根深基坑實施加固與支護。查閱日常定期監測數據結果，深基坑施工2013年10月施工完畢后至2014年10月初，深基坑發生位移，附近水泥地面發現裂縫，且有不斷擴大的趨勢。從建筑安全角度考慮，選用GIS對建筑沉降變形進行監測，提高對建筑物結構的綜合控制力。

2 GIS建筑沉降變形監測方法及過程

由于國內外項目實施方案的差異性，建筑項目施工決策及管理存在諸多不同，增加了施工單位參與作業管理的難度?？紤]到建筑項目施工的特殊性，要結合工程實況提出有效變形監測對策，進一步優化項目施工流程，重視建筑的沉降變形監測工作，有助于提高區域數據處理的精確性，為建筑工程規劃改造提供指導依據。

2.1 變形監測意義

變形監測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現象進行持續觀測、對變形體變形形態進行分析和變形體變形的發展態勢進行預測等的各項工作。隨著世界經濟全球化發展趨勢到來，各個國家之間工程合作項目越來越多，促進雙方建筑行業經濟快速增長。

2.2 變形監測方法

（1）工藝分析。深基坑支護必須按照標準工藝執行，在工藝準則引導下建立科學的工藝方案，提高整個施工流程的針對性，才能確保深基坑工程達到預定的狀態。本次結合工程改造要求，擬定工藝步驟：鉆孔灌注樁-定位錨孔-鉆孔工作-錨桿的穿插-第一次注漿-第二次注漿-開展腰梁工作-張拉鎖定-監測施工。

（2）監測布網。本次沉降變形監測中，嚴格按照技術設計的要求進行，水平基準網按邊角網方式觀測4個測回，變形點水平位移按極坐標法分別在A2、A3上各觀測2個測回。垂直位移監測網往測的奇數站：后、前、前、后；往測的偶數站：前、后、后、前；返測時觀測方法與往測方法相反；每測段或全線路一定為偶數站落點。

3 建筑沉降變形監測數據處理與分析

現階段，國內施工單位承接建筑項目數量越來越多，不同項目對施工操作要求也不一樣，往往增加了施工單位作業難度。受到主客觀因素影響，建筑項目施工管理存在諸多難點，不同國家、區域、項目等對施工單位提出標準也不一樣，如何構建現代化施工管理模式，這是眼下必須考慮的問題。

3.1 基準網數據處理結果

（1）水平基準網成果

由于數據有限，選擇A1數據作為分析對象，統計了復測值、差值等數據（如表1）。

（2）垂直基準網成果（如表2）

由表1～2數據可見，基準網各個點較為穩定，觀測期間兩個月內，各點變化較小，完全可作為基準點使用。

3.2 變形點數據分析

（1）水平位移中期數據如表3。

（2）垂直位移中期數據如表4。

表1

表2

表3

表4

根據10、11次觀測數據分析，建筑呈外擴且下沉趨勢，尤其是10～16號變形點位移速率較快，建筑上的裂縫明顯增大。應立即對建筑采取支護樁加固等有效有效措施，以防再度變形導致崩塌。

4 建筑深基坑支護加固技術

建筑項目工藝流程復雜，不同階段形成的工藝標準不一樣，施工期間修改或調整工藝方式而延遲了工期，影響了其他項目施工進度。例如，建筑建設中，由于路基土石方和結構造物工程量大量增加。結合GIS監測結果，要編制一套完整的基坑加固施工方案，減小沉降變形造成的異常隱患，主要工藝：

4.1 鉆孔灌注樁工作

先確定導管埋深的具體位置，按照混凝土結構進行規劃控制，通常導管埋入混凝土內部3cm左右，然后可以執行灌注樁施工流程，確保灌注樁結構的穩定性，提高灌注樁整體的結構性能。施工過程中，導管要保持正常的組合狀態，除了控制導入深度外，還要對灌注樁澆筑過程進行調節，一般澆筑時間間隔為30min左右。

4.2 鉆孔定位

鉆孔之前，要利用測量儀器進行定位處理，測量放樣與定位是不可缺少的環節。定位是為了更好地執行鉆孔流程，保證深基坑鉆孔后處于穩定的狀態，以免鉆孔過程發生偏差或斷層等問題。其中，控制鉆機角度是十分關鍵的，角度偏差＜2°，高差＜30mm。

4.3 鉆孔

進行鉆孔前需要調整鉆機的鉆頭，將其定位在錨桿孔位下標，保證孔位的偏差大于100mm；保證鉆機施鉆的深度在0.2m；鉆進速度0.3～0.5m/min，拔出的速度定為 0.5～0.6m/min。

4.4 制作錨桿

進行錨索鉆孔工作時，編制工作要在現場開展，把截好的鋼絞線放置在作業平臺上，錨固段和錨索設計長度需要根據標準量出，并標記好，在錨固段范圍內，每0.6～1m將中隔離支架穿對，綁扎一道固定環隔離支架，張拉段上每隔1m綁扎固定環，同時用套管套上，最后將螺帽帶在錨桿的端頭。

4.5 封口注漿工作

注漿過程中要控制速度及注漿量，更加深基坑結構要求完成操作，如：注漿管設置、預留孔布局等均是控制要點。上述工藝執行結束，需進行注漿口封閉處理，為混凝土及砂漿凝固創造有利條件。

5 結論

總之，隨著GIS技術在建筑工程中的普及化應用，對建筑實施沉降變形監測可獲得更加精準的數據，提高了沉降、變形等病害監測效率。施工單位要結合GIS數據結果，對建筑病害進行綜合分析，擬定深基坑加固與支護技術方案，降低基礎結構病害對建筑物造成的損壞。

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TU196.2

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