陈伟

(中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队,福建 福州350001)

当前城市化发展水平不断提升,为了进一步节约土地资源,高层建筑越来越多。高层建筑本身有着较强的综合性和复杂性,在施工的过程中必须要建立在安全的基础上进行管理优化。针对地下室的深基坑施工来讲,由于本身有着较为严格的安全管控原则,必须要做好变形监测,才可以为后续的施工体系以及整体工程的质量提升奠定基础。因此分析深基坑施工技术的特点以及具体内容,建立在具体工程案例的角度结合监测技术以及施工技术展开论述,不仅是本文阐述的重点,也是进一步强化高层建筑施工质量的关键研究课题。

1 做好深基坑监测的要求及意义

首先从技术体系的应用意义来讲,在深基坑开挖的过程中,由于土方卸载导致周围的围护体系性能下降,周边的土体结构会逐渐向中间进行位移。这不仅会对施工过程造成较大的隐患,也会直接影响后期地下室结构的综合质量,因此,做好深基坑监测,可以及时的把握深基坑施工期间的动态性因素。做好深基坑监测,也可以了解整体的施工过程是否会对周边环境产生影响,并且制定调解方案,这能够进一步提升地下室施工的有效性,在确保安全的同时,增强整体工程的经济效益和社会价值。

从深基坑监测的内容角度来讲,主要涉及到了以下几个方面:常见的深基坑监测,以基坑支护体系监测以及周边环境监测为主,支护体系监测主要涉及到了支护结构本身的性能检测、立柱以及土体深层侧向位移监测等。针对基坑周边环境进行监测,涉及到了施工范围内的建构筑物检测、土壤土体环境监测、地表监测、地下水位监测、地下管线检测等[1]。

整体的工程监测体系必须要有目的、有规划的进行,这样才可以满足实际的施工需求,同时也能够起到提升工程经济价值的作用。在监测作业的过程中,首先需要根据监测数据了解基坑本体的实际变形情况,并且结合变形的数据进行信息反馈,制定基坑防护方案,利用数据监测了解周边建构筑物以及地下管线是否存在异常情况,确保整体的基坑及周边处于安全状态。在监测期间必须要针对支护结构的实际性能和质量进行验证,分析其是否能够达到预先的设定要求,同时结合反馈出来的数据,了解工程的信息变动情况,结合不同环节进行施工进度调整和施工质量调整,确保实际的基坑施工能够满足地下室建设的要求。建立在这一系列目的的基础上,落实地下室深基坑监测,已经成为了当前高层建筑施工过程中的重点,必须要受到多方的重视。

2 高层建筑地下室施工案例及监测体系

2.1 工程概况

为了进一步提升本文论述的科学性和有效性,文章借助了某高层建筑作为案例进行详细分析,该工程的地上建筑共20层,地下室共3层,工程基础以桩基础为主,基坑的场地北侧为城市公路,基坑顶部距离城市公路2.5 米,南侧毗邻7层的住宅楼,该住宅楼的基础以桩基础为主,基坑顶部距离住宅楼9.5米。西侧紧挨9层住宅楼基础以桩基础为主,基坑顶部距离该住宅楼4.6 米,东侧为浅基础的印刷厂,距离基坑顶部9米,基坑周长共260米,结合前期的图纸设计需求来讲,基坑支护措施利用灌注桩和钢筋砼配合支护。为了进一步的节省空间,在基坑施工过程中,建立在保护周围建构筑物质量的基础上,进行了地下空间的扩大和延展,在支护期间,严格落实地下水位控制,基坑开挖的深度为20米。在基坑北侧,利用放坡挂网喷射混凝土的方式进行支护,西、南、东侧利用土钉墙支护的方法进行支护,整体的基坑建成之后为一级基坑,相关沉降变形标准如表1所示。

表1 地下室升级坑变形监控标准

2.2 地下室深基坑变形监测技术体系

在深基坑开挖施工以及后期维护的过程中,必须要开展持续性的变形监测,这其中监测的对象及技术主要为以下几个方面。

2.2.1 水平及垂直位移监测

本次工程的主要深基坑支护方式以土钉墙和混凝土墙为主,为了进一步提升支护结构的性能和质量,在东、南、西三侧的土钉墙上共设置了近1100个水平的监测点,设置了150个垂直的检测点,在北面的混凝土支护结构上设置了104个水平监测点,35个垂直检测点。利用冲击钻在支护结构上钻出20厘米的孔洞,在其中灌入稀释水泥浆,将对中装置置入孔洞中,并且抹平顶部。整体工程中水平位移监测利用电子全站仪进行,以坐标监测法作为主要的方法,利用电子水准仪进行垂直方向的位移监测,通过往返监测的方法进行作业[2],为了进一步提升监测结果的精准度,在监测作业的过程中,必须要严格按照相关技术体系作为依据进行操作。详细的水平监测结构原理如图1所示。

图1 水平监测原理

2.2.2 地下室基坑深层的水平位移监测

针对深层结构进行监测,主要以其水平位移作为监测对象,本工程选用的监测设备以斜测仪为主。首先需要检查纳入地基结构中的斜侧管内部是否通畅,通过测模拟测头进行检测,其次,分析斜测仪自身的工作状态是否完好,并且在导槽中放入侧头导轮,将测头缓慢的下放到导管的底侧。接下来每下降50厘米,进行一次数据取读和记录,完成整体测量之后,将测头旋转180度,再次进行重复测量。将首次测量得出的数据与第二次测量得出的数据进行读数对比,分析读数是否存在异常情况,并且针对异常读数进行重新测量,分析是否存在误差,检查整体设备的运行状态,尽量避免差异性的存在。经过深层水平位移监测之后,其结果在前期缓慢增加,中期呈现着较大的上下波动情况,后期逐渐趋于稳定,最大的监测值并没有达到警报值,证明基坑边坡以及结构较为稳定。

2.2.3 锚杆拉力及土钉检测

本工程的锚杆拉力以及土钉检测作业利用振弦读数仪以及锚索测力计进行操作。首先锚杆加锁之前,需要结合实际的操作规范将锚杆拉力计,置于锚杆的顶端,将拉力计的电缆设置在便于测量的位置,然后加锁固定[3]。通过拉力计获取锚杆初期的频率数值,并且将其记录下来,利用检测了解垂直位移的变化和水平位移的变化结果。综合整体的变化,结果来看在中间呈现着较强的波动状态,后期逐渐平稳,最大值并未达到警报标准,证明土钉及锚杆的性能符合实际的施工需求[4]。

2.2.4 基坑的地下水位检测

地下水位监测将直接影响整体基坑的实际施工安全性,本工程中的地下水位监测利用电测水位仪进行作业,在高程测量的过程中,利用四等水准水位观测井固定点进行测量,每一次测量井口的固定点数值以及水平数值。将两次测量得出的结果进行对比,其数值差异应该控制在一厘米以内,取两次测量的整体平均值,最终得出水位高程的实际数据[5]。经过地下水位测量之后,得出该工程的最高水位点为28.5 厘米,符合基坑允许水位的范围标准,水位最高点在整体机坑的北侧边坡区域出现,其变形曲线在前期快速增加,中期缓慢减小,后期平稳发展表明,在整体的深基坑施工期间,基坑水位始终处于增长状态,不会对基坑边坡造成影响。具体的地下水位监测原理如图2所示。

图2 深基坑地下水位监测结构原理

结束语

综上所述,在当前的高层建筑地下室施工过程中,为了进一步提升整体工程的施工有效性,确保施工期间的安全管控质量,必须要做好深基坑工程变形监测。要结合前期的施工图纸落实变形监测方案的制定,结合具体的施工流程及时的做好水平及垂直位移监测,进行深层结构水平监测。落实好地下水位以及相关附属设施的应力监测,在此基础上,严格按照具体的施工规范进行操作,对比相关数据的差异进行针对性管控。针对工程有安全影响的因素,快速的进行调整,并且严格做好周边环境监测,这样才可以提升深基坑施工的稳定性和有效性,促进基坑工程的全面管控。