基坑变形和受力检测技术探析

基坑变形和受力检测技术探析

孙金华

中国建筑第二工程局有限公司 北京 101121

摘要：基坑工程是高层建筑项目中的重要分项工程之一，在基坑施工中需及时进行支护，防止塌方变形。而基坑变形监测则是基坑工程中的一项重要工作，其目的是监测记录基坑变形数值，对基坑变形情况进行科学评估及寻找其变形规律，从而有效预防和解决基坑变形问题。

关键词：基坑变形；受力检测技术；应用

前言

基坑工程是现代各类建筑地下施工前需要进行的系统工程，包括土方开挖、边坡支护、土方回填、施工过程设计、勘察和施工监测、质量检测等。系统工程的质量关系到项目施工、周边建筑物、设施和相关人群的安全。因此，基坑监测成为基坑施工中关键的维护性工作，监测内容主要包括基坑整体、支护结构变形情况。近年来我国对深基坑监测及变形进行了更广泛的研究，数字化的监测手段逐渐被研发、应用，促使深基坑监测研究逐渐发展、完善，为建筑基坑施工保驾护航。随着数字化、网络技术发展迅速，许多新型材料和技术被应用于基坑监测等工作中。因此，需要结合科技发展进一步优化和研究相关监测技术，分析变形情况及规律，保障基坑及支护结构的稳定性。

1深基坑变形监测及规律相关研究现状

深基坑工程监测主要是在基坑开挖、边坡施工处理等阶段运用各种仪器与监测手段，对基坑支护变形情况、周边环境进行监测，具体包括围护墙水平位移、围护墙顶沉降位移、支撑轴力、立柱隆沉、坑外水位、地表沉降、基坑周边管线及建筑物沉降等内容。参照《建筑变形测量规范》（JGJ8—2016）等测量规范，利用相对高程观测沉降变形，通过布置的高程控制点和水准线路，使各观测点形成一个闭合监测环，分析各观测点沉降量及变形规律。水平位移监测一般采用导线法、视准线法、前方交会法等手段，以围护墙支护结构为例，通常利用测斜仪等设备监测器水平位移量。基坑开挖将打破周围土体应力的平衡状态，在支护结构内预埋测斜管，由其测斜探头通过多次叠加测量，推算各监测点位移值。深基坑施工会受土体水位、地下水等因素影响，通过钢尺水位测量地下水位与基坑施工面的相对标高，计算得到各次测量相对标高的变化情况。测量支撑轴力，通过预埋应力计监测不同施工阶段各点的受力情况及频率变化值，分析得到各次应力变化值及相关规律。基坑变形的研究关系到施工、周边建筑设施、人群的安全，不同地质状况的施工区，基坑变形对施工安全、周边建筑、设施的影响有所差异。地质较好的地区变形较小，地质较差地区会受到更多不良影响。基坑设计中，需要严格控制基坑变形，通过变形控制实现非强度控制，保障基坑在合理变形范围内，符合基坑施工安全等要求。基坑变形包括围护墙侧向/竖向、基坑底隆起/下沉、基坑周围地质沉降等方面，各方面变形存在关联。研究手段主要为原型观测、经验公式、数值模拟等，常采用有限元模拟等数值方法研究基坑施工全过程各种线性/非线性的变形、土体流变等因素，对模型、参数选择的合理性要求较高，需要进行大量试验。国内外对深基坑监测、变形分析均做出了多元的研究和实践尝试。丁勇春等研究了软土情况下基坑侧向位移、地表沉降量与基坑深度间的关系，根据不同支护方法、开挖方式和施工参数，研究深基坑变形性状。张震等对不同宽深比基坑进行实际监测，根据数据得出“小宽深比基坑比普通宽深比基坑的维护结构侧移、地表沉降小”的结论。国外学者研究了逆作法、顺作法等不同的基坑施工方法对基坑支护变形产生的不同影响。此外，还有学者结合具体工程研究了基坑变形的时空效应，提出了近基坑建筑物地表沉陷估算等方法，为解决基坑施工对周边建筑物影响等问题提供了更好的科学计算方法。通过学者们多元、具体的理论或实例分析，有利于相关单位合理设计、确定监测方案，更好地分析各种变形规律。

2高层建筑基坑变形监测的要点

2.1保障监测数据的准确性和完整性

进行基坑变形监测的主要目的是通过监测获得相关数据信息，再利用相关数据信息为主要依据来进行基坑变形评价。所以，只有先保障监测数据的准确性，才能够保证基坑工程质量。并且在保障监测数据的准确性的同时，还需要保障监测数据的完整性，即连续性地进行数据监测，否则会导致测量数据缺失，无法反映出基坑变形的真实情况，也无法摸清基坑变形的发展规律。

2.2规范操作监测仪器设备

在进行高层建筑基坑变形监测过程中，需要使用一些专业化的监测仪器设备，只有规范操作监测仪器设备，才能够确保监测工作的顺利开展及监测结果的科学有效性。仪器设备的操作需由专业技术人员执行，严禁无证上岗，在操作过程中需严格遵循相关操作方法和规程。另外，日常还需对仪器设备进行有效的维护和保养，避免仪器设备发生损坏；在使用仪器设备之前，先对仪器设备进行仔细的检查和校对，以防出现数据不准确问题。

2.3加强对重点部位的监测。

在高层建筑基坑变形监测期间，对于一些重点部位需加强监测，确保数值的准确性，这样才能够保证基坑监测点布置的准确性。一般对重点部位的监测需采用加密监测点，一旦发现问题需及时处理。

2.4增强监测点之间的联系

监测点是基坑变形监测的关键，通过增强监测点之间的联系，一方面可以提高对基坑变形情况的监控力度，另一方面可以在一定程度上减少监测点的布设数量，从而降低监测成本、减少资金投入。同时，监测点的减少也意味着工作量的减少，有利于提升整体监测工作的效率。

结束语

高层建筑基坑变形监测工作直接关系着基坑施工质量，进而关系整个建筑质量与安全。在高层建筑基坑变形监测中，需保障监测数据的准确性和完整性，加强对重点部位的监测，结合工程实际情况，选用合理有效的基坑变形监测方法。

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