无水条件下深基坑临近高层建筑物监测施工技术

发表时间:2021/5/19   来源:《城镇建设》2021年第4卷4期   作者:吴彬
[导读] 变形监测技术在深基坑施工中的应用可以实时对基坑支护结构的稳定性进行实时监测,对建设工程实现信息化具有很大的促进作用,希望这一技术可以在建筑工程行业发挥出应有的作用。

        吴彬
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        摘要:近年来,我国的高层建筑的发展迅速,我国的城市化建设逐步向前发展,城镇化程度越来越高,为了保证建筑工程的安全和高质量,我们必须对深基坑施工技术做进一步的研究与探讨,同时也需要把变形监测技术引入到施工过程中。变形监测技术在深基坑施工中的应用可以实时对基坑支护结构的稳定性进行实时监测,对建设工程实现信息化具有很大的促进作用,希望这一技术可以在建筑工程行业发挥出应有的作用。
        关键词:无水条件;深基坑临近高层建筑物;监测施工技术
        引言
        建筑密集城区实施的深基坑工程施工,尤其是邻近浅基础建筑物的深基坑工程施工,对邻近建筑物的影响较为明显。从设计优化、施工过程控制、安全检测等方面入手,发挥协同组合效应,有效降低了深基坑施工过程中对邻近浅基础建筑物的影响,确保了深基坑实施过程中基坑及周边建筑物的安全,可为类似工程实施提供参考及借鉴。
        1深基坑施工过程中采用变形监测技术的必要性和意义
        目前我国的建筑物越来越高,基坑深度也越来越大,且目前的建筑工程具有以下几个特点:①基坑深度较大,需要进行基坑回弹测量;②由于建筑物高度较高,所以在建成之后会有很大的沉降,在建设过程中需要进行垂直方向位移的检测;③建筑物高度较高,在高处可能存在一定的倾斜,需要对其倾斜量进行检测;④楼层的高处会承受较大的风力,需要对高层建筑进行风震测量;⑤墙体的温度差异较大,需要对建筑物的日照变形进行测量。现阶段,社会各界人士都特别关注高层建筑的施工质量和施工安全问题,大型建筑物的安全监测也逐步受到大众的关注,所以在很多建筑物的建设过程中都引入了变形监测技术。该技术的引入可以对建筑物的整体状态进行分析和评价,还可以验证建筑物的一些设计参数、反馈建筑物的设计参数和施工质量。除此之外,还可以帮助研究人员对建筑物的变形规律进行研究。高层建筑在建设过程中可能因为其内部原因和外界条件的影响而发生变形,而如果变形量达到一定程度,就可能会对建筑物的正常使用产生影响,严重时可能会对建筑物的安全性能产生影响。为此,在对建筑物的施工、管理过程中引入变形监测技术是非常重要的。在深基坑施工中应用变形监测技术可以在一定程度上预测建筑物的变形趋势,同时可以对整个建筑物的安全进行实时监测,这样就可以确保高层建筑物的施工安全和质量。
        2基坑开挖施工中存在的问题
        第一,基坑靠近建筑物侧为悬臂结构,根据理论受力计算,开挖过程中基坑侧壁所受土压力较大,主动土压力会对围护结构会产生大变形等不利影响。第二,基坑开挖后,先进行框架桥预制,后进行冠梁施工,采用深基坑支护结构设计软件进行变形模拟计算,预测围护结构变形值较大。第三,基坑开挖卸载,基底封闭前可能产生扰动,对坑底抗隆起稳定性进行计算,对基坑稳定不利。第四,基坑开挖可能对高层建筑物产生沉降、变形等不利影响,造成建筑物开裂、不均匀沉降。
        3高层建筑深基坑施工变形监测技术方法
        3.1静态变形监测技术方法
        1)垂直位移监测技术方法。垂直位移监测过程中可能使用的理论方法有三角高程测量、GPS高程测量和液体静力水准测量等,在测量过程中还需要使用一些专用的测量仪器,比如沉降仪和倾斜仪等。其中三角高程测量法是利用紧密经纬仪和相关设备,按照数学上的几何三角形理论来获取测量点与检测点之间的高度差。并且由于目前科学技术的进步,工程测量中的紧密三角高程测量技术的测量结果与实际高度之间的差异越来越小,也就是说其测量精度越来越高。

2)倾斜监测技术方法。这种监测方法主要应用于那些基础面积很小的超高层建筑,而在原先的监测中往往使用的是悬吊重锤的方法来判断其垂直度,这种方法可以直观地看出建筑物是否倾斜。如果在建筑物的外围无法固定吊线,就可以使用经纬仪投影、光学垂准和测水平角等方法来测定建筑物是否倾斜。除此之外,还可通过建筑物底部的沉降情况来推算出建筑物的倾斜度,这时通常会使用气泡式倾斜仪测量或者水准测量方法。3)水平位移监测技术方法。在建筑物使用水平位移监测时,通常有很多种方法,比如极坐标法、视准线法、前后方交会法等,在实际的工程监测中应根据项目的具体情况来选用。一般对于直线形建筑物来说,若要测量其横向位移,就可以使用视准线法。而在那些高度较高的高层建筑中,为了观测器其水平变形量,可以使用极坐标法。对于交会法和经纬仪法来说,则可以用来观测高层建筑的底部与建筑的顶部是否有位移产生。4)挠度检测技术方法。对于高层建筑某处的挠度来讲,其可以由建筑物该处的倾斜度换算得到,也可以利用激光准直仪来观测得到。在进行高层建筑物的挠度时,首先需要选定建筑物不同高度的几何中心点或者边缘上的一些特殊点,然后再选取建筑物底部的几何中心点或边缘特殊点,最后把这些选定的点在竖直方向用曲线连接起来,这样就可以绘制出建筑物整体的挠度曲线。当然,在测量挠度时还可以使用其他方法,比如极坐标法和垂线法。5)裂缝监测技术方法。在监测高层建筑的裂缝变化时,通常是选取一些具有代表性的裂缝来监测,监测时需要在这些裂缝上涂抹观测标志,一般包括:①金属标志。此时需要在裂缝的两侧埋设金属标志点,然后每隔一段时间来测定两个标志点之间的距离变化,这样就可以间接测得裂缝的变化情况;②石膏标志。这种方法需要在裂缝的两端涂抹石膏,待石膏干固后,用颜色明显的漆料横跨石膏喷一条直线,如果监测处的裂缝发生变化,石膏就会裂开,并且可以通过油漆处裂缝的宽度来反映建筑物裂缝的变化情况。如果建筑面积较大且不便于人工测量,此时就需要近景测量的方法。
        3.2动态变形监测技术方法
        这种动态变形监测方法通常只在一些超高层建筑的变形监测过程中使用,根据相关规定:在测量高层建筑的风振时,应在强风作用时间段内同步测定风的速度、风的方向和建筑物墙面的风压以及所监测处的水平位移等重要参数,并且这些参数的测定需要在一个时间段内连续测量,这时就需要动态变形监测技术。而风振变形监测的方法通常有以下几种:①激光位移计自动测量法。这种方法可以把位移信号转换为光线波形信号,观测人员就可以通过波形直接获取监测点的位移;②GPS差分载波相位法。这种方法需要两台GPS机,一台用来发射信号,通常安装在待测建筑物的楼顶。另一台用来接收信号,一般安装在距离建筑物一定距离外的基站中。两台GPS机应连续记录15min左右的数据,然后再把记录的数据经专门软件进行差分处理得到相应的位移;③加速计法。这种方法用到的是加速度传感器,其需要安装在建筑物的顶部,这就可以通过建筑物的振动时的加速度来积分出相应的位移量。
        结语
        深基坑施工影响重大,安全性是前提条件,同时对周边环境的影响不容忽视。在深基坑实施过程中,通过对设计优化、施工控制及安全检测等层面进行协同策划及实施,有利于发挥组合效应,可有效降低深基坑施工过程中对邻近浅基础建筑物的影响,确保深基坑实施过程中的整体安全性。
        参考文献
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