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建筑基坑变形监测探讨

作者

赵美佳 尚冰冰

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引言:随着建筑工程数量和规模的增加,高层建筑的建设与地下空间的开发逐渐增多,基坑工程是建筑工程建设的基础部分,基坑的建设情况对地下空间的开发和高层建筑的建设具有重要影响。受土体应力、地下水位、周边环境等多重因素的影响,基坑极易发生变形情况。基坑变形监测是建筑施工中确保基坑工程安全的重要手段。针对现有基坑变形监测存在的不足情况,提出相应的解决方案,可以充分提高基坑监测效果,并为施工管理提供支持,保证基坑工程的施工安全性。

一、建筑基坑变形监测现状

(一)建筑基坑变形类型与影响因素

建筑基坑发生的变形情况主要分为以下四类。第一,水平位移,基坑在围护结构内外压力差的作用下会发生位移情况,一般表现为围护墙体出现侧向移动。这种变形情况对基坑的稳定性会产生直接影响,特别是在软土地区或地下水位较高的环境中,发生水平位移变形的基坑容易出现坍塌事故。第二,垂直位移,主要表现为地表沉降和基坑底部隆起。地表沉降是由于基坑开挖导致的土体卸载现象,基坑隆起则是由于土体挖除。这两种变形情况都会对周边环境造成一定影响。第三,倾斜,当基坑围护结构受力不均,周围土体发生不均匀沉降时会出现倾斜变形,可能为局部倾斜也可能为整体倾斜。由倾斜变形所导致的围护结构破坏会对基坑的安全性产生关键影响。第四,裂缝,当基坑发生水平位移、垂直位移时,就可能在围护结构或地表土体上出现裂缝,对基坑结构的完整性会造成不良影响,并且,裂缝还可能为地下水提供渗入通道,使原本存在变形问题的基坑,变形进一步加剧。

(二)常用建筑基坑变形监测手段

建筑工程中常用的建筑基坑监测手段以地面观测、水平位移监测和垂直位移监测为主。地面观测方法常常依赖于物理标记,如标杆或水准点,通过定期对比标记的位置变化来评估基坑的变形情况。这种方法虽然成本较低,但可能受到环境因素的影响,导致数据的准确性受限[1]。导航卫星系统也会被用于基坑变形的监测,此外,倾角传感器、裂缝观测仪、地下水位监测等都可用于基坑变形监测。上述基坑变形监测手段在实际应用中都存在一定问题,例如部分监测手段获取的数据虽然较为精确,但数据处理的效果十分不佳。部分监测点位存在布设不合理问题,监测数据往往难以全面反映基坑变形情况。还有部分施工团队仍在应用较为落后的监测技术,存在精度不足,效率较低等问题。

二、建筑基坑变形监测优化策略

(一)应用创新基坑监测技术

应用新型基坑监测技术可以提高基坑监测数据获取的精确度,提高数据处理的有效性,满足现代建筑工程在基坑建设中的高精度、高效率监测需求。首先,可以引入北斗定位系统,通过该系统能够实现对基坑及周边环境的高精度位移监测,且能够满足基坑的大范围、高动态变形监测需求。其次,可以在技术应用中引入激光扫描仪三维建模技术,实施过程中进行定期激光扫描与三维建模,比对不同时间节点的数据情况,分析基坑变形情况,提高监测对比的效果与跟踪的动态性。第三,可以引入光纤传感技术,光纤传感技术有较强的抗电磁干扰素力,且寿命较长,可以用于长期的隐蔽部位变形监测。

最后,可以引入无人机航测技术,通过获取基坑的无人机影像数据对基坑进行实时监测和变形分析。

(二)科学布设监测点位

基坑布设点位是保证基坑变形监测数据更加全面和精准的基础。基坑监测过程中,应当根据基坑的结构情况,地质条件以及周边环境情况开展合理的基坑监测点位布设。一方面,要将监测点位布置在基坑的关键部位,包括支护结构的支撑节点、基坑边缘以及邻近建筑物附近等地。另一方面,应做好分层布设与间距合理设计工作,确保基坑的不同深度监测到位,能够更为深入地掌握土体各层地变形特征。间距合理则能够保证检测效率,避免出现过密导致监测设备浪费和过疏导致的监测不全面等问题。

(三)建设物联网提高监测数据实时性

物联网是连通监测设备和线上管理的技术,为提高基坑监测的智能化水平与施工现场管理有效性,应当使用物联网技术连通基坑监测设备与管理平台。数据可以通过物联网进行自动采集与远程传输,并且也可以实现对多源数据的集中处理,将来自不同监测设备的信息进行统一管理,并载入基坑模型及进行可视化展示。提高基坑监测的整体效果。此外,物联网建设过程中还应做好移动端接入工作,保证手机、平板电脑等移动终端也能够接入监测系统,实时进行基坑监测数据的查阅管理。

(四)加强监测与建筑工程整体协同

首先,基坑变形监测可与基坑设计方案进行联动。基坑设计往往基于一定的理论假设和静态分析模型,但由于施工过程中的外部环境变化及不确定性因素,设计模型可能存在偏差。基坑监测数据为设计提供了实时的反馈,能够反映出实际施工中的变形情况、支护结构的受力状态、地表沉降等动态信息,从而指导设计人员调整设计方案[2]。其次,要将监测数据及时反馈给建筑工程现场的施工管理人员,用于施工方案的调整与变更,优化建筑基坑支护施工。还可以根据当前基坑监测变形情况分析未来基坑变形趋势与影响,用于施工应急预案的制定。

三、总结语

综上所述,建筑工程基坑监测工作十分重要,能够保证施工支护结构的稳定性与安全性,是提高施工有效性的关键。施工过程中应通过引入创新技术手段、合理设置监测点位、建设物联网监测系统、提高基坑监测与建筑工程的整体协同性来提高基坑监测效果。进而促进建筑工程的高质量建设,提高建筑工程的安全性,确保建筑投入使用后的长期稳定。

参考文献:

[1]李开健.建筑基坑变形监测技术及稳定性分析研究[C]//《中国建筑金属结构》杂志社有限公司.2024 新质生产力视域下智慧建筑与经济发展论坛论文集(四).广西壮族自治区建筑工程质量检测中心有限公司;2024:71-72.

[2]许吉亮,张云天.建筑深基坑变形监测技术体系与应对策略研究[J].全面腐蚀控制,2025,39(02):94-96.