變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)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(dāng)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(dǎo)致基坑深度隨之提升，這就需要在施工期間做好對(duì)整個(gè)基坑的監(jiān)測(cè)。如果針對(duì)實(shí)行全程化封閉施工，必然會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法達(dá)到監(jiān)測(cè)的任務(wù)目標(biāo)，這就需要按照沉降監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況，合理的應(yīng)用市場(chǎng)資源并開發(fā)出一整套變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而保障沉降問題可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。對(duì)此，探討變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用具備顯著實(shí)際意義。

1 變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

以某工程為例，該工程屬于高層建筑項(xiàng)目，建筑特征在于4個(gè)方面：①基坑深度較高，需要實(shí)行基坑回彈測(cè)量；②因?yàn)榻ㄖ锏母叨容^高，建設(shè)完成后會(huì)出現(xiàn)一定沉降，在建設(shè)期間需要做好垂直方向的位移監(jiān)測(cè)；③建筑物的高度較高，在高出可能存在傾斜風(fēng)險(xiǎn)，需要做好全程化的傾斜量監(jiān)測(cè)；④樓層的高出位置存在較大的風(fēng)力壓力，需要做好對(duì)高層建筑風(fēng)振的測(cè)量；⑤墻體的溫度差異比較大，不同時(shí)間、不同界面的溫度差異比較突出。本次研究項(xiàng)目中應(yīng)用變形監(jiān)測(cè)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(cè)墩、強(qiáng)制中對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)施工、運(yùn)維的數(shù)據(jù)采集以及管理，并以計(jì)算及終端、手機(jī)客戶端等多種形式實(shí)現(xiàn)不同用戶的需求。用戶可以借助互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及時(shí)登錄服務(wù)器并獲取監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置與技術(shù)要求，本次研究項(xiàng)目中監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置主要是沿著盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入方向進(jìn)行布置[1]。站場(chǎng)內(nèi)的地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方面，站場(chǎng)中的地表布置點(diǎn)主要是按照隧道方向3到10m設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，總共布置11個(gè)地表沉降的監(jiān)測(cè)斷面。監(jiān)測(cè)的斷面隧道中線需要向著兩側(cè)以5m作為間隔進(jìn)行布置，總共布置150個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。路基監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置方面，路基沉降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要按照線路的方向進(jìn)行布置，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離、范圍以及地表監(jiān)測(cè)基本相同，監(jiān)測(cè)斷面總共設(shè)置16個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)總共210個(gè)。

在儀器設(shè)備的布置方面，監(jiān)測(cè)站總共布置4臺(tái)全站儀以及后視點(diǎn)，同時(shí)附帶多個(gè)監(jiān)測(cè)棱鏡。全站儀的架設(shè)位置方面，全站儀屬于結(jié)構(gòu)在變形方面的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵性設(shè)備，在系統(tǒng)控制的基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的目標(biāo)棱鏡方面，獲得精準(zhǔn)的角度以及具體的距離信息。全站儀在使用同時(shí)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(gè)區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)相互性的測(cè)量校準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的棱鏡布置方面，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的棱鏡需要布設(shè)在站臺(tái)的側(cè)壁、軌枕以及鋼軌的外側(cè)上，并采用膨脹螺絲進(jìn)行固定[2]。

2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

在本次項(xiàng)目中應(yīng)用變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)地表、建筑路基的沉降監(jiān)測(cè)，并借助實(shí)施的監(jiān)測(cè)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(dǎo)[3]。變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)間隔2天實(shí)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(dòng)糊變形監(jiān)測(cè)主要的測(cè)量數(shù)據(jù)涉及到初始值、上一次測(cè)量數(shù)值、本次測(cè)量數(shù)值、變化數(shù)值、平均變化速率以及累計(jì)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(jìn)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(jī)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(jìn)行對(duì)比分析。在在左線的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入站臺(tái)范圍之后，左右線的嘟噥估計(jì)施工位置分別為左側(cè)盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)，刀盤的上方對(duì)應(yīng)軌道線路，并且已經(jīng)超出了影響全站儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的范圍。右線的盾構(gòu)機(jī)停止掘進(jìn)，距離貨運(yùn)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(shí)和左線盾構(gòu)機(jī)的走向基本一致，最大的承漿位置屬于盾構(gòu)機(jī)隧道曲線的正上方，并且和盾構(gòu)機(jī)施工位置越近時(shí)沉降問題越嚴(yán)重，和施工進(jìn)度、區(qū)域和工程的施工經(jīng)驗(yàn)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(cè)點(diǎn)和左線基本相似，同時(shí)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(dòng)荷載相對(duì)比較小有關(guān)。在最大沉降位置方面基本都是與盾構(gòu)機(jī)隧道軸線接近，這一現(xiàn)象與施工施工進(jìn)度、區(qū)域和施工經(jīng)驗(yàn)基本相同。

在斷面沉降方面，借助左線和右線的盾構(gòu)機(jī)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(jī)施工周邊。

3 變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用效果

整體來看，變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在整個(gè)線路施工中發(fā)揮了顯著的作用。因?yàn)楣こ痰膹?fù)雜性，無法在設(shè)計(jì)以及評(píng)估當(dāng)中完全將施工期間所可能遇到的各種問題考慮其中。對(duì)此，借助變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用可以更好的保障整個(gè)施工期間的信息化程度，可以實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化以及工藝的不斷改進(jìn)，有效的預(yù)防和控制各種施工質(zhì)量問題，并促使整個(gè)工程順利的進(jìn)展。

變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的合理應(yīng)用能夠?qū)崟r(shí)的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集，并有效的處理監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，快速的反饋信息并為后續(xù)施工提供指導(dǎo)建議，真正實(shí)現(xiàn)了信息化施工，保障隧道建設(shè)進(jìn)度以及基坑的正常運(yùn)行。

其次，變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集間隔時(shí)間段，每一次完成數(shù)據(jù)采集的實(shí)踐以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、檢測(cè)單的分布拓展性結(jié)構(gòu)、GPRS信號(hào)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(cè)點(diǎn)的數(shù)量不同，系統(tǒng)可以完成所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，在每次測(cè)試時(shí)均能夠一次完成30個(gè)以上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)采集時(shí)間最短為30秒。在具體變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用中，需要借助科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)之前的設(shè)計(jì)對(duì)于監(jiān)測(cè)工作會(huì)形成直接影響，水準(zhǔn)線路的長(zhǎng)度以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置等因素會(huì)直接決定監(jiān)測(cè)的效果，假設(shè)線路過長(zhǎng)必然會(huì)導(dǎo)致過長(zhǎng)的管線以及線纜的連接問題，從而直接影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度以及可靠度。

對(duì)此，需要按照實(shí)際情況選擇合理的絢麗，同時(shí)提升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身的使用效率。再次，變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用成效可以為多學(xué)科提供技術(shù)支持。

變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在傳統(tǒng)測(cè)繪工程的技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合了通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)，其嫩鞏固實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的與實(shí)時(shí)性，軟件方面的變形方面，可以從中獲取幾何信息并合理應(yīng)用到信息系統(tǒng)當(dāng)中，結(jié)合工程檢測(cè)、巖土工程以及水文地質(zhì)工程等多學(xué)科的交叉應(yīng)用，可以充分考慮外界相關(guān)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(fēng)險(xiǎn)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(cè)工作顯得非常重要且必要。通過變形監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠直接、準(zhǔn)確的獲取工程建設(shè)期間深基坑中不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(fēng)險(xiǎn)，從而保障施工效益。