房建基坑工程監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用分析

鄭元成

（蘭州新區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資集團(tuán)有限公司，蘭州 730087）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程不斷深入，土地資源日益緊缺，地下空間應(yīng)用需求逐漸提升，基坑開挖規(guī)模隨之?dāng)U大，深度也不斷增加。因基坑項目涉及學(xué)科較多，影響因素較多，導(dǎo)致施工技術(shù)與質(zhì)量問題經(jīng)常發(fā)生，加強(qiáng)監(jiān)測與管控顯得十分必要。在實際施工中，可引入先進(jìn)的GPS 監(jiān)測技術(shù)，對施工期間基坑、支護(hù)與周圍建筑出現(xiàn)的變形、沉降、位移等情況進(jìn)行及時監(jiān)測，并采取有效措施進(jìn)行加固處理，確保整體房建工程穩(wěn)定可靠性。

2 基坑監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1 基坑裂縫監(jiān)測技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)α芽p寬度、深度、方位等進(jìn)行監(jiān)測，為施工人員提供全面可靠的信息，確保基坑施工安全穩(wěn)定開展。在實際應(yīng)用中，該技術(shù)原理是借助超聲技術(shù)測量裂紋深度，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果制訂針對性的施工方案，嚴(yán)格遵循分層開挖原則，規(guī)避風(fēng)險，還可根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對已經(jīng)制訂的方案做出調(diào)整，使其更加貼合實際情況，確保基坑施工的科學(xué)穩(wěn)定性。

2.2 地下水壓與水位監(jiān)測技術(shù)

在地下水的影響下，開展深基坑工程容易出現(xiàn)土壤變形情況，使土壤強(qiáng)度降低，對建筑工程與周圍建筑物穩(wěn)定性產(chǎn)生較大威脅。對此，在挖掘施工期間需要對地下水嚴(yán)格控制，否則容易導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)下沉或者受損。通過水壓力、水位監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，可對基坑孔隙中的流體動壓力、水壓力等進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測，及時調(diào)整施工方案，使建筑穩(wěn)定性得到保障。該技術(shù)還可通過壓力傳感獲得水壓變化情況，在施工環(huán)境較為穩(wěn)定的情況下，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)作為施工依據(jù)。水位出現(xiàn)異常時，應(yīng)停止挖掘，全面勘查水位變化的原因，待其恢復(fù)正常后再繼續(xù)施工。

2.3 深層水平位移監(jiān)測技術(shù)

在基坑監(jiān)測工作中，水平位移監(jiān)測十分關(guān)鍵。技術(shù)人員在基坑水平方向測量時，應(yīng)合理控制頂部與冠梁間的距離，不可過大或過小，通?？刂圃诩s24 m，偏差控制在1 m 以內(nèi)。因基坑水平位移要求較為嚴(yán)格，技術(shù)人員應(yīng)密切關(guān)注監(jiān)測動態(tài)，實施分層監(jiān)測法進(jìn)行定期檢查，還可注重開挖深度的檢驗，使整體工程質(zhì)量得到保證。在基坑位移監(jiān)測中，還可在基坑頂部設(shè)置8 個測斜管，為深層水平位移監(jiān)測提供便利[1]。

3 房建工程中深基坑監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 項目概況

某房屋建設(shè)工程位于蘭州市，總建筑面積為15 640 m2，分為地上3 層和地下2 層?；又荛L為420 m，深5.0~10.2 m，對鉆探勘查內(nèi)的覆土情況進(jìn)行研究，得到場地土層主要為人工雜填土、含砂粉質(zhì)黏土等。該項目鉆探區(qū)域內(nèi)地下水為上層滯水，存于雜填土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖層內(nèi)，由大氣降水補(bǔ)給，透水性不均勻，水量有限。因該項目場地空間有限，四周有大量民房建筑，根據(jù)實際情況，決定在無民房位置采用放坡噴錨與錨桿結(jié)合支護(hù)，樁徑為1 m，距離為2 m，并在樁間掛網(wǎng)噴錨。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容與方法

首先，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)確定基坑設(shè)計強(qiáng)度，為后續(xù)施工成本控制提供依據(jù)；然后，對地下管線埋設(shè)情況、地上現(xiàn)有建筑位置、地下土層等元素在施工期間受到的影響進(jìn)行分析，確定變形警戒值，針對異常部分采取解決措施；最后，將監(jiān)測內(nèi)容確定為基坑水平、豎向位移、地表開裂狀態(tài)、周圍建筑物與關(guān)鍵設(shè)施變形、裂縫、滲漏水情況。該項目嚴(yán)格按照設(shè)計圖要求，采用GPS 靜態(tài)相對定位技術(shù)進(jìn)行沉降、變形與位移監(jiān)測[2]。與常規(guī)測量相比，GPS 儀器操作簡便，只需在開機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)便可自動觀測和記錄，測定結(jié)果更加精準(zhǔn)可靠。

3.3 監(jiān)測技術(shù)

3.3.1 點位布設(shè)

在水平位移與沉降監(jiān)測中，將點位設(shè)置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)圈梁上，點位間的距離在8~15 m，對于水平位移變化較為明顯的位置，適當(dāng)增加點位數(shù)量，在有水平支撐的情況下，測點應(yīng)設(shè)置在兩個支撐中間。該項目在基坑周圍埋設(shè)3 個高程基準(zhǔn)點，水平位移基準(zhǔn)點4 個，在邊坡頂部K1~K8 位置設(shè)置15 個點位監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)位移，在四周建筑埋設(shè)30 個點位，關(guān)鍵點位布設(shè)與精度要求如表1 所示。

表1 監(jiān)測點位與精度要求

3.3.2 監(jiān)測周期與頻率

在基坑監(jiān)測中，基坑越大監(jiān)測時間便越長。對于圍護(hù)墻頂部水平位移、沉降監(jiān)測，頻率為1 次/d；錨桿拉力從支撐開始到拆除，每天監(jiān)測1 次；土體分層沉降、水土壓力監(jiān)測為每周1~2 次；地下水監(jiān)測為1 次/d；周圍環(huán)境監(jiān)測包括建筑物裂紋與傾斜，每周監(jiān)測1~2 次。監(jiān)測周期與頻率并非固定不變，在施工期間可結(jié)合基坑開挖與圍護(hù)情況進(jìn)行靈活調(diào)整。在檢測到物理量絕對值明顯提升時，應(yīng)增加監(jiān)測頻率，反之可適當(dāng)降低監(jiān)測頻率，在有事故征兆的情況下應(yīng)進(jìn)行連續(xù)動態(tài)監(jiān)測[3]。

3.3.3 預(yù)警值設(shè)定

該項目按照當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)中對基坑工程預(yù)警值的相關(guān)要求，對關(guān)鍵位置的絕對值、相對基坑深度控制值、變化速率進(jìn)行確定，如表2 所示。

表2 監(jiān)測警戒值

3.4 樁基監(jiān)測

該項監(jiān)測主要為支護(hù)樁水平變形、鋼筋應(yīng)力變形，具體措施如下。

首先，針對支護(hù)樁變形面進(jìn)行檢驗，利用型號為CX-01 的測斜儀進(jìn)行檢驗，采用70 mm 口徑PVC 管的設(shè)備，確保與管道相一致，安裝在基坑兩側(cè)。在鋼筋受力面，重點監(jiān)測支護(hù)樁變形趨勢，利用鋼筋量規(guī)進(jìn)行精準(zhǔn)測量，使各項指標(biāo)都與標(biāo)準(zhǔn)相符合，保證整體施工系統(tǒng)規(guī)范。

然后，在鋼筋籠綁扎階段，要求采用超過5 m 間隔為截面，鋼筋應(yīng)力計應(yīng)串聯(lián)在鋼筋上，各個截面設(shè)置2 個應(yīng)力計，借助型號為VW-1 的振弦頻率計進(jìn)行監(jiān)測。對于地勢較為平坦的區(qū)域，以網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行點位布設(shè)，中間保持平面，點位間的距離約40 m；對于場地較小的場地，應(yīng)確保地下水體與點位間保持距離，頂層滯留，將監(jiān)測點設(shè)置在縫隙水等位置；對于水質(zhì)變化較為顯著的位置，增加點位數(shù)量，并分層排列，對各個點位的水體、水位線等信息進(jìn)行采集；

最后，在基坑開挖到混凝土澆筑期間，每日都要開展1 次質(zhì)檢工作，在混凝土澆筑后，每間隔2~3 d 檢查一次，持續(xù)檢驗2 周。要求支護(hù)樁變形量與鋼筋應(yīng)力始終要符合設(shè)計要求；該項目中全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁體變形值都要滿足警戒值規(guī)定，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)更加安全可靠。

3.5 監(jiān)測結(jié)果

以項目中K11 和K16 支護(hù)樁頂部水平與豎向位移為例，在正式施工前，對周圍現(xiàn)有建筑沉降量進(jìn)行測定，確定監(jiān)測點位的坐標(biāo)與高程，以此作為監(jiān)測點的初始值，為后續(xù)對比提供便利。在基坑施工初期到竣工期間，支護(hù)樁沉降、水平位移與周圍建筑沉降均未發(fā)生較大改變。在土方開挖階段，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生明顯變形，直至錨索施工結(jié)束后，變形量才逐漸穩(wěn)定。在基坑開挖完畢后，共計開展50 次監(jiān)測，總體變形情況如下。

1）受降雨影響，K11 點位的水平位移發(fā)生改變，最高達(dá)到31.7 mm，超過警戒值的30.00 mm，且仍在逐漸增加。因當(dāng)時地下室封頂工作尚未完成，受場地范圍制約，無法滿足回填條件。經(jīng)過各方主體協(xié)商后，制訂應(yīng)急方案，對與民房區(qū)域相鄰位置利用C15 混凝土進(jìn)行回填，在回填完畢后，K11 點位的水平位移情況得到良好控制，穩(wěn)定在35.2 mm。

2）監(jiān)測點K16 累計沉降量為19.2 mm，但K11 點位的累計沉降量為8.50 mm（見圖1），說明施工區(qū)域南側(cè)沉降量小于北側(cè)。因K16 點位所處民房的年限較長，基礎(chǔ)為磚石，K11 位置民房為樁基礎(chǔ)，在開展基坑開挖工序后，K16 位置的沉降量超過K11 點位?？梢?，在房建基坑支護(hù)項目中應(yīng)注重周圍年久房屋基礎(chǔ)勘查，使基坑支護(hù)施工更加安全可靠[4]。

圖1 K11 與K16 點位沉降累計量

3）根據(jù)圖2 可知，支護(hù)樁頂水平位移受施工進(jìn)度影響，在土方開挖量逐漸增加時，預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定，變形量先是穩(wěn)定，隨后逐漸提升，最終在錨索張拉結(jié)束后穩(wěn)定下來。但是，支護(hù)樁頂位置的沉降量卻與施工進(jìn)度關(guān)系不夠緊密，在施工期間，主要受支護(hù)樁水平位移的影響。

圖2 K11 水平位移與沉降變形累計量

4）在支護(hù)施工正式開始前，對周圍民房建筑裂縫情況進(jìn)行檢查，并對已有裂縫信息進(jìn)行記錄。在土方開挖后，基坑周圍新產(chǎn)生25 條裂縫，且開裂方向與基坑邊基本平行。對比原有裂縫信息可知，與K16 點位相比，K11 點位周圍地面裂縫數(shù)量相對較多，且變形較為顯著，在K11 位置裂縫變形量最大值為17.5 mm，但K16 位置為9.8 mm，在錨索張拉固定后裂縫逐漸趨于穩(wěn)定。

4 結(jié)語

綜上所述，在基坑施工項目中，受施工場地與技術(shù)等因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，需要采取有效的監(jiān)測技術(shù)，科學(xué)指導(dǎo)和部署，確保基坑施工與周圍建筑物安全。在實際施工中，通過合理布設(shè)點位、明確警戒值、監(jiān)測周期與頻率，牢牢把握監(jiān)測要點，充分發(fā)揮GPS 監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢，有效避免和減少沉降、位移、變形等質(zhì)量病害的發(fā)生，使基坑結(jié)構(gòu)安全得到切實保障。