高層建筑深基坑支護工程變形監測探析

張咚泉

【摘 要】隨著建筑工程技術的不斷發展，近幾年來高層建筑和超高層建筑的建設工程項目越來越多，相應的深基坑支護技術應用也越來越廣泛，但在實際應用過程中深基坑支護工程容易出現變形問題，影響建筑物質量，所以需要加強對高層建筑深基坑支護工程變形監測分析。

【關鍵詞】高層建筑；深基坑支護；變形監測

一、前言

隨著城市化進程的不斷加快，城市人口數量急劇增多，對高層建筑和超高層建筑工程項目的需求越來越大，對深基坑技術要求也越來越高。在深基坑支護過程中，深基坑支護工程的變形會對整體工程的順利施工以及鄰近建筑的安全性能產生嚴重破壞，在基坑開挖的過程中，受到地面下沉和坑底回彈等變形因素的影響，也會導致基坑失穩和支護結構坍塌，威脅施工人員的生命財產安全。因此，必須要加強對深基坑支護工程變形的監測，保證施工的安全性和可靠性。

二、高層建筑深基坑支護工程的必要性

在建筑工程項目中基坑支護工程作為一個重要的環節容易受到周邊建筑物、施工質量、施工流程、地面防水作業、降水作業、土方開挖、氣候條件、地質水文條件等各種因素的影響，導致設計內容和實際工作狀態存在一定的差異，容易出現變形問題，所以，做好高層建筑深基坑支護工程的監測與研究具有十分重要的意義。基坑支護監測可以為基坑周邊環境中的建筑以及各種設施的保護提供數據支持，工作人員對基坑周邊的道路、管道網絡以及建筑情況進行系統的監測，以評判基坑工程支護保護措施的準確性，及時發現支護工程的問題并進行解決，減少高層建筑施工對周圍環境造成的破壞。其次，深基坑監測還可以為工程項目信息化的施工提供依據，實時的監測能夠讓工作人員及時掌握支護結構應力變化情況、巖土層應力狀態以及深基坑支護項目變形問題等，施工人員和設計人員可以將設計方案與監測數據進行及時的分析對比，以明確施工是否滿足施工規劃的要求，為后續的施工與設計提供參考，達到信息化施工的目的。此外，深基坑監測項目還有利于進行設計方案的優化，深基坑項目監測可以明確設計過程中沒有考慮到的各種問題，經過現場監測結果的分析研究之后可以進行修改與校正，以保證項目施工的可靠性和準確性。

三、高層建筑深基坑支護工程變形種類與問題

1.基坑底部變形

在進行高層建筑深基坑開挖的過程中，如果基坑的寬度比較大，而且開發深度較深，則容易出現基坑底部塑性隆起問題，基坑底部中心位置會從中心開始塌陷，并從四周位置逐漸升高，出現中間大而四周小的情況。當開挖深度不大時，則在基坑中心位置發生隆起問題的幾率更高，程度也相應更大。基坑底部變形會導致建筑工程項目的穩定性嚴重下降，縮短工程項目的使用壽命。

2.墻體變形

如果基坑支護結構沒有在高層建筑深基坑施工開始后建立好而且基坑開挖深度比較小，則容易出現墻體頂部偏移現象。在一般情況下，位移方式都是呈三角形狀進行的，但如果基坑支護結構建立完成之后才發生墻體變形問題，則一般都是墻體向著基坑外側出現一定的位移，這種現象被稱之為墻體水平變形。在實際施工的過程中，土體本身的重量釋放也會造成墻體產生豎向變形，表現為墻體的上升，而嚴重破壞整個基坑的安全性穩定性。

3.地面沉降

地面沉降是所有基坑施工過程中必須考慮的問題，對于高層建筑項目來說，地面的沉降對建筑物的破壞要遠遠大于中低層建筑。施工單位在施工之前必須要做好地基的考察與處理，保證地基強度能夠滿足高層建筑長期使用的要求。從實際調研情況來看，如果地基土質比較松軟，且墻體入土深度較低，非常容易出現沉降現象，引起施工質量問題。但如果地基的土質比較硬，則容易發生地面位移，也會嚴重破壞高層建筑的穩定性。[1]

四、高層建筑深基坑支護工程變形監測方法

1.監測目的與監測要求

根據高層建筑深基坑支護工程施工要點，要及時測定施工過程中支護結構頂以及周邊實體的變形情況，明確施工過程中支護結構的變化以及基坑的變形情況，合理判斷支護結構和土體狀態，及時改動設計數據，保證施工的安全性和科學性。按照基坑支護工程方案設計以及建筑基坑工程監測技術規范，確定監測的項目以及監測點的數量，做好監測點與基準點的布設與保護。監測點布置完畢之后，要布置明顯的警示標志，避免監測點被破壞，在工程項目基坑開挖之前首先確定初始值，在基坑開挖之后每三天測量一次基坑數值，在開挖速度加快的階段每天測定一次數值。測量頻率還受到氣候的影響，如果出現連續下一天或者不正常變形情況，也需要每天測量一次。如果出現報警值，則需要適當提高測量頻度，每天測量兩次或者三次。[2]

2.測量方法

根據相關項目標準，對深基坑支護工程進行的測量主要是包括沉降測量水平、位移測量以及地下水位測量。在進行高層建筑深基坑支護工程水平位移測量時，采用坐標法將全站儀架設到穩定的基準點位置并觀測測點坐標，取三次測量值作為初始值。前一次觀測值與本次觀測值的差值作為累計位移量，相應的水平位移精度以及水平位移報警值根據基坑類別來確定。在對深基坑水平垂直位移進行檢測的過程中，可以通過在兩端設置觀測點作為基準點，然后定期對兩端位置進行檢查，選取多個具有代表性的觀測點，保證設計環境與實際使用環境之間的差異控制在一定范圍之內，并利用相關設備進行測量。

沉降的變形監測是通過高程基準點間附合水準線路或者聯測一條閉合水準線路來實現的，各監測點的高程由線路的工作點確定，在施工之前，測量好各個監測點的高程初始值，取三次測量的平均值。將這一次測量的高程減去上一次測量的高程得到這段時間內建筑物的沉降量，本次測量的高程減去一開始的高程所得的為累計沉降量，根據高層建筑深基坑的類別，確定監測精度和監測報警值，與實際測量結果進行對比，合理調控施工流程和施工方案，保證施工的穩定性和安全性。

在進行高層建筑深基坑支護工程地下水位測量時，首先確定水位觀測井的位置，并將地下水位管放入水位觀測井的孔洞當中。然后用中砂和粗砂等滲透水材料填實，用水準儀測得水位管管口高度以及管口頂部到管內水位的高度差，從而確定自然水面和計算水位的相對標準高度。在觀測管埋設穩定之后，測定各個孔洞水位高程的初始值，三次測量取平均值。初始值與日常監測值之間的差值為地下水位的累計變化量，這一次測量值與前一次測量值之間的差值為一次變化量，地下水位測量的精度設置為0.5cm。

3.數據的分析與處理

在深基坑支護工程監測過程中采用專業的表格進行數據的記錄，并保存相應的原始資料，按照要求進行計算、分析與復核，并整理成正式的記錄報告。明確不同的采集方法以及不同原理儀器設備的使用誤差，及時處理和反饋每次的監測數據，對比測量過程中產生的偶然誤差和系統誤差，根據監測內容和監測數據的不同，采用科學的數據處理方法進行數據處理，從而可以準確反映基坑支護結構以及周圍建筑物的受力狀態和變形狀態，以預測高層建筑未來的變化情況，為后續工程建設提供專業準確的數據支持。

五、結束語

綜上所述，高層建筑深基坑支護工程變形會對建筑物的穩定性和安全性產生嚴重影響，對人們的生命財產安全帶來極大的威脅。因此，必須要做好高層建筑深基坑支護工程變形監測，明確變形的主要部位以及檢測方法。本文主要對高層建筑深基坑支護工程變形的種類以及變形監測的方法進行探究，希望能夠為建筑工程行業高層建筑施工提供一定的參考。

【參考文獻】

[1] 楊玉堂. 不同基坑支護結構下膨脹土基坑邊坡變形響應分析[D]. 西南交通大學，2016.

[2] JGJ 8-2007， 建筑變形測量規范 [S].