變形監(jiān)測技術在深基坑施工中的應用探究

周仁彬

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽 550005）

當前許多建筑工程都存在大規(guī)模的特征，建筑結(jié)構(gòu)龐大導致基坑深度隨之提升，這就需要在施工期間做好對整個基坑的監(jiān)測。如果針對實行全程化封閉施工，必然會導致傳統(tǒng)測量技術無法達到監(jiān)測的任務目標，這就需要按照沉降監(jiān)測的實際情況，合理的應用市場資源并開發(fā)出一整套變形監(jiān)測系統(tǒng)，從而保障沉降問題可以及時發(fā)現(xiàn)并及時處理。對此，探討變形監(jiān)測技術在深基坑施工中的應用具備顯著實際意義。

1 變形監(jiān)測系統(tǒng)

以某工程為例，該工程屬于高層建筑項目，建筑特征在于4個方面：①基坑深度較高，需要實行基坑回彈測量；②因為建筑物的高度較高，建設完成后會出現(xiàn)一定沉降，在建設期間需要做好垂直方向的位移監(jiān)測；③建筑物的高度較高，在高出可能存在傾斜風險，需要做好全程化的傾斜量監(jiān)測；④樓層的高出位置存在較大的風力壓力，需要做好對高層建筑風振的測量；⑤墻體的溫度差異比較大，不同時間、不同界面的溫度差異比較突出。本次研究項目中應用變形監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)主要是通過萊卡TM30全站儀以及系統(tǒng)軟件、觀測墩、強制中對盤、電腦以及采集箱、棱鏡構(gòu)成，借助物聯(lián)網(wǎng)的綜合性管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對施工、運維的數(shù)據(jù)采集以及管理，并以計算及終端、手機客戶端等多種形式實現(xiàn)不同用戶的需求。用戶可以借助互聯(lián)網(wǎng)設備及時登錄服務器并獲取監(jiān)測實時數(shù)據(jù)。

監(jiān)測點布置與技術要求，本次研究項目中監(jiān)測點布置主要是沿著盾構(gòu)機進入方向進行布置[1]。站場內(nèi)的地表監(jiān)測點布置方面，站場中的地表布置點主要是按照隧道方向3到10m設置一個監(jiān)測斷面，總共布置11個地表沉降的監(jiān)測斷面。監(jiān)測的斷面隧道中線需要向著兩側(cè)以5m作為間隔進行布置，總共布置150個檢測點。路基監(jiān)測點的布置方面，路基沉降的監(jiān)測點需要按照線路的方向進行布置，監(jiān)測點的距離、范圍以及地表監(jiān)測基本相同，監(jiān)測斷面總共設置16個監(jiān)測斷面，其中監(jiān)測點總共210個。

在儀器設備的布置方面，監(jiān)測站總共布置4臺全站儀以及后視點，同時附帶多個監(jiān)測棱鏡。全站儀的架設位置方面，全站儀屬于結(jié)構(gòu)在變形方面的監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵性設備，在系統(tǒng)控制的基準點與變形點的目標棱鏡方面，獲得精準的角度以及具體的距離信息。全站儀在使用同時需要維持通視的效果，并且所有全站儀相互配合能夠完全覆蓋整個區(qū)域，可以實現(xiàn)相互性的測量校準。監(jiān)測點的棱鏡布置方面，監(jiān)測點的棱鏡需要布設在站臺的側(cè)壁、軌枕以及鋼軌的外側(cè)上，并采用膨脹螺絲進行固定[2]。

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

在本次項目中應用變形監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對站內(nèi)地表、建筑路基的沉降監(jiān)測，并借助實施的監(jiān)測數(shù)據(jù)體現(xiàn)沉降的具體情況，為后續(xù)施工提供有效指導[3]。變形監(jiān)測系統(tǒng)間隔2天實行一次數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集的周期為一年，采集的路基斷面上數(shù)據(jù)和地表斷面數(shù)據(jù)。自動糊變形監(jiān)測主要的測量數(shù)據(jù)涉及到初始值、上一次測量數(shù)值、本次測量數(shù)值、變化數(shù)值、平均變化速率以及累計的變化數(shù)值，并根據(jù)數(shù)值的變化情況判斷具體的變形情況。

為了更好的體現(xiàn)工程施工進度、地表和建筑在路基沉降方面的變化情況，分別在盾構(gòu)機施工的左、右線路獲取具體的沉降信息。為了更加直觀的表現(xiàn)空間分布的具體情況，引入沉降等值線并進行對比分析。在在左線的盾構(gòu)機進入站臺范圍之后，左右線的嘟噥估計施工位置分別為左側(cè)盾構(gòu)機正常掘進，刀盤的上方對應軌道線路，并且已經(jīng)超出了影響全站儀監(jiān)測點的范圍。右線的盾構(gòu)機停止掘進，距離貨運短段的建筑圍墻3m左右。從沉降等值線可以明確，在左線位置出現(xiàn)了一定程度的沉降，同時和左線盾構(gòu)機的走向基本一致，最大的承漿位置屬于盾構(gòu)機隧道曲線的正上方，并且和盾構(gòu)機施工位置越近時沉降問題越嚴重，和施工進度、區(qū)域和工程的施工經(jīng)驗基本一致。在施工通過建筑車站之后，沉降規(guī)律、超過累積控制值的觀測點和左線基本相似，同時走向規(guī)律也相同。另外，在軌道斷面路基沉降和地表沉降的數(shù)據(jù)方面數(shù)據(jù)處于限值范圍以內(nèi)，其主要原因在與動荷載相對比較小有關。在最大沉降位置方面基本都是與盾構(gòu)機隧道軸線接近，這一現(xiàn)象與施工施工進度、區(qū)域和施工經(jīng)驗基本相同。

在斷面沉降方面，借助左線和右線的盾構(gòu)機沉降值可以直接發(fā)現(xiàn)，沉降比較大的斷面主要是在于盾構(gòu)機施工周邊。

3 變形監(jiān)測應用效果

整體來看，變形監(jiān)測系統(tǒng)在整個線路施工中發(fā)揮了顯著的作用。因為工程的復雜性，無法在設計以及評估當中完全將施工期間所可能遇到的各種問題考慮其中。對此，借助變形監(jiān)測系統(tǒng)的應用可以更好的保障整個施工期間的信息化程度，可以實現(xiàn)施工技術的持續(xù)優(yōu)化以及工藝的不斷改進，有效的預防和控制各種施工質(zhì)量問題，并促使整個工程順利的進展。

變形監(jiān)測系統(tǒng)的合理應用能夠?qū)崟r的實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集，并有效的處理監(jiān)測的數(shù)據(jù)，快速的反饋信息并為后續(xù)施工提供指導建議，真正實現(xiàn)了信息化施工，保障隧道建設進度以及基坑的正常運行。

其次，變形監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集間隔時間段，每一次完成數(shù)據(jù)采集的實踐以及監(jiān)測點的數(shù)據(jù)、檢測單的分布拓展性結(jié)構(gòu)、GPRS信號傳輸?shù)确矫娴目煽慷容^高，數(shù)據(jù)傳輸效率較高，按照監(jiān)測點的數(shù)量不同，系統(tǒng)可以完成所有監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集，在每次測試時均能夠一次完成30個以上監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集，同時采集時間最短為30秒。在具體變形監(jiān)測系統(tǒng)應用中，需要借助科學合理的監(jiān)測設計，監(jiān)測之前的設計對于監(jiān)測工作會形成直接影響，水準線路的長度以及監(jiān)測點的位置等因素會直接決定監(jiān)測的效果，假設線路過長必然會導致過長的管線以及線纜的連接問題，從而直接影響監(jiān)測系統(tǒng)的精度以及可靠度。

對此，需要按照實際情況選擇合理的絢麗，同時提升監(jiān)測系統(tǒng)本身的使用效率。再次，變形監(jiān)測系統(tǒng)的建設與應用成效可以為多學科提供技術支持。

變形監(jiān)測系統(tǒng)在傳統(tǒng)測繪工程的技術基礎上，結(jié)合了通信技術、電子傳感技術網(wǎng)絡技術以及計算機硬件、軟件技術，其嫩鞏固實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的與實時性，軟件方面的變形方面，可以從中獲取幾何信息并合理應用到信息系統(tǒng)當中，結(jié)合工程檢測、巖土工程以及水文地質(zhì)工程等多學科的交叉應用，可以充分考慮外界相關因素，更好的總結(jié)基坑的具體結(jié)構(gòu)以及軌道的現(xiàn)狀、變形風險等。

4 結(jié)論

綜上所述，伴隨著建筑行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展，建筑工程中高層建筑數(shù)量不斷增多，做好基坑的變形監(jiān)測工作顯得非常重要且必要。通過變形監(jiān)測技術能夠直接、準確的獲取工程建設期間深基坑中不同監(jiān)測點的具體沉降變形情況，在施工期間具備比較突出的監(jiān)控性作用，能夠顯著提升工程施工安全性，最大程度的控制施工風險，從而保障施工效益。