建筑工程深基坑变形监测存在的不足及保障措施.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：龚建（1984），男，汉族，江西新余人。-81-建筑工程深基坑变形监测存在的不足及保障措施 龚 建 新余市国盛工程检测有限责任公司，江西 新余 338000 摘要：摘要：在建筑工程的深基坑开挖过程中，施工现场周边环境的荷载非常大，会对结构的稳定性形成直接影响，所以一定要综合考量深基坑的变形、受力等因素。鉴于此，在建筑工程施工建设过程中，需要加强深基坑变形监测技术的应用，但该项技术在应用过程中暴露出一定不足，所以文章将从其中不足着手，对深基坑变形监测的保障措施予以探究，进而提高建筑工程现场施工安全性。关键词：关键词：建筑工程；深基坑；变形监测；保障措施 中图分类号：中图分类号：TU433 0 引言 近年来，城市化进程加速，城市建设规模不断扩大，建筑工程深基坑的施工日益增多。建筑工程深基坑施工需要开挖大量土方，使得周边地质环境发生改变，容易导致沉降、裂缝等地质灾害1。因此，建筑工程深基坑变形监测是施工过程中的重要环节，可及时掌握变形情况，为后续施工提供依据，保障工程安全。然而，目前在建筑工程深基坑变形监测方面仍存在一些不足，本文将探讨这些问题的根源并提出相应的解决方案，对于完善建筑工程深基坑变形监测体系以及为工程安全提供可靠保障而言，有着重要现实意义。1 建筑工程深基坑变形监测的重要价值 建筑工程深基坑变形监测是确保工程安全的重要手段，其重要价值如下：第一，减少工程安全事故。通过监测，可以及时发现并处理基坑变形，防止基坑坍塌、地面塌陷等安全事故的发生，保障工程安全2。第二，提高工程施工质量。对基坑变形进行监测，能够及时调整施工方案，提高施工质量，减少人为疏漏，提高施工效率。第三，保证周边环境安全。基坑变形不仅会对工程造成危害，还会对周边环境造成影响。通过变形监测，能够尽早发现问题并及时采取措施，保障周边环境安全，避免环境污染和资源浪费。第四，为工程后续保养提供依据，监测工程施工过程中的基坑变形情况，有助于为工程后续保养提供依据，提升基坑的安全性和可靠性。2 建筑工程深基坑变形监测存在的不足 2.1 监测手段缺乏多样性 目前的建筑工程深基坑变形监测多采用传统的测量方法，如总站测量、水准测量、钢卷尺测量等，而缺乏先进的技术手段，如三维激光扫描、遥感技术等。由于操作方法不当、测量器材不准确等因素导致测量误差，同时监测范围有限，不能全面准确地反映基坑的变形情况3。尽管建设工程中出现了各种先进技术，但是传统思维仍然存在，人们仍然习惯于用传统的测量方法进行监测。此外，现在先进的测量仪器、设备通常价格较高，而建筑工程深基坑监测的需求通常规模较大，因此购买、租赁等成本较高，对工程的投资会有一定压力。2.2 监测频率不足 传统的测量方法需要人工进行操作，所以监测频率较低，无法及时监测到变形的细微变化，影响工程的安全和质量。目前的监测方法通常是由职业测量师或工程技术人员进行人工测量，这种方法涉及到操作、数据处理等环节，相对比较耗时，每次测量需要大量的人力投入，所以监测频率较低。同时，当前的监测方法缺乏高效、自动化、实时化的监测系统，无法即时获得监测数据和分析结果，影响监测效果。2.3 监测数据处理不及时 监测到的数据需要经过处理才能得出有用的结论，但目前处理数据的速度不能及时反映工程的实际情况。一方面，建筑工程深基坑变形监测主要依赖传统的手动测量方法，数据处理也采用传统方式进行计算，耗费时间长，且存在误差。另一方面，建筑工程深基坑变形监测需要处理大量的数据和信息，数据规模较大，处理起来时间和资源消耗都较大。而且目前建筑工程中国科技期刊数据库 工业 A-82-深基坑变形监测方法大多依赖于人工操作，缺乏自动化处理技术，导致处理不及时。2.4 数据采集设备精度不高 监测数据采集设备精度不高，不能满足实际工程的要求，主要是因为一方面由于建筑工程深基坑监测技术的更新速度很快，一些设备的技术无法跟随前进，从而导致监测设备的精度存在短板；另一方面是建筑工程深基坑监测中，由于成本、技术等原因，使用了一些低端设备，其精度和性能并不完全符合实际需求。3 建筑工程深基坑变形监测的保障措施 针对上述问题，本文便以某建筑工程项目为例，对深基坑变形监测的保障促使予以分析。该工程是某市一座新建的高层住宅区，总建筑面积约 20 万平方米，共有 50 栋高层建筑，其中最高的一栋高层建筑有 60 层。建筑工程深基坑的平面尺寸为50m50m，深度为 20m，周围环境有地铁和道路等，土层为黄土和粉土，地下水位较浅。由于该工程深基坑较大，周围环境复杂，因此基坑变形监测工作尤为重要。为保证工程的安全稳定，进行深基坑变形监测，对于整个工程至关重要。3.1 多样化监测手段 在深基坑变形监测工作中，采用多种监测设备可以提高监测数据的精度和可信度。在上述工程中，采用了全站仪和高精度测量仪进行监测：全站仪主要用于监测坑壁的位移和形变情况。在监测坑壁的位移和形变方面，全站仪的作用不可替代。通过全站仪测量，可以获得坑壁上不同位置的数据，并结合前期的监测数据，就可以得到坑壁的变形趋势和状态。全站仪监测数据的精度通常可以达到毫米级别，对基坑变形监测结果的准确性提高了保障。高精度测量仪主要用于监测深部钢支撑的应力变化情况4。在该工程中，钢支撑作为固定土壤的重要构件，其应力变化情况会严重影响基坑的稳定性。而通过高精度测量仪，可以获得钢支撑的应力变化数据，并及时发现问题，保证支撑的完整性和稳定性。高精度测量仪的精度通常达到数百微伏，并且具有高速采集和高分辨率等特点，检测结果的可信度和准确性得到了有效保证。具体如表 1 和表 2 所示。通过上述监测数据可以看出，全站仪监测数据显示坑壁的变形情况随时间发生了一定的变化，且变化趋势呈现增加趋势，坑壁变形状态较为显著。而高精度测量仪数据显示，四个支撑的应力值在统计平均值的基础上波动比较小，均值表明钢支撑此时应力值相对较稳定。这说明即使是同一工程的不同监测设备，也可以获得不同的监测结果，不同的指标参数从不同方向说明基坑变形的情况5。而多方位的监测，可以保证数据的真实性和可靠性，减少人为误差的发生，提高监测数据的准确性和可靠性，为建筑工程的基坑变形监测工作提供更加科学和合理的依据。3.2 增加监测频率 在建筑工程深基坑变形监测工作中，及时反馈基坑变形的情况是十分关键的。只有及时发现基坑变形，才能采取相应的控制措施，防止事故的发生，因此增加监测频率是保证基坑变形监测工作质量的重要措施。在该工程中，由于基坑较大且周围环境复杂，因此采用了实时监测的方式。表 1 全站仪监测数据 时间 坑壁变形 水平位移 垂直位移 高度 2021 年 7 月 1 日 5.5mm 3.2mm 2.1mm 16.5m 2021 年 7 月 10 日 6.7mm 3.5mm 2.3mm 16.8m 2021 年 7 月 18 日 7.2mm 3.8mm 2.5mm 17.1m 表 2 高精度测量仪监测数据 时间 应力值 1 应力值 2 应力值 3 应力值 4 平均应力值 2021 年 7 月 1 日 2806 2692 2798 2672 2742 2021 年 7 月 10 日 2810 2698 2800 2676 2746 2021 年 7 月 18 日 2813 2702 2804 2680 2749 表 3 深基坑实时监测数据 时间 坑壁变形 水平位移 垂直位移 沉降量 2021 年 7 月 1 日 8:00 5.5mm 3.2mm 2.1mm 0.5mm 2021 年 7 月 1 日 18:00 5.7mm 3.3mm 2.2mm 0.6mm 2021 年 7 月 2 日 8:00 5.9mm 3.5mm 2.3mm 0.7mm 2021 年 7 月 2 日 18:00 6.1mm 3.7mm 2.4mm 0.8mm 2021 年 7 月 3 日 8:00 6.3mm 3.8mm 2.5mm 0.9mm 中国科技期刊数据库 工业 A-83-具体实施方案为：每天定时在相同时间采集坑壁及地表数据，并每周进行一次深部支撑的测量，具体如表 3 所示。从上表数据中可以看出，监测数据每天都进行采集，可以及时掌握基坑变形的变化趋势，提高了对基坑变形的预警能力。另外，通过持续的监测数据，可以及时发现问题，并采取措施加以控制，从而能够避免基坑变形事故的发生。在发现任何异常情况时，监测人员必须立即采取相应的措施，以保证施工的安全和稳定性。因此，通过实时监测工作，可以保证监测数据的实时性和有效性，对基坑变形的掌控和预防起到了至关重要的作用。同时，建筑工程深基坑变形监测，还要根据实际情况和需要，选择和调整监测频率，以使监测数据尽可能准确和可靠，从而为施工安全提供有力保障6。3.3 优化数据处理 针对现有工程监测数据处理方面存在的问题，采取一系列措施以提高监测数据的准确性和实时性。第一，实时收集处理监测数据。在现代化建筑工程的监测中，实时收集监测数据已经成为了必备的技术手段。该工程中，监测的数据主要包括坑壁和支撑钢筋的变形，同时还包括承载地基、周边建筑物等数据的监测。为确保监测数据的准确性，采用了实时收集技术，对每天采集的监测数据进行及时处理。实时处理监测数据的好处显而易见，能及时发现需要调整和改进的地方，提高基坑变形监测的效率和监测数据的准确性。第二，可视化呈现监测数据。监测数据以图表形式直观呈现，往往比较利于工程监理人员理解和分析数据的变化趋势和特征。在该工程中，采用了可视化工具对监测数据进行展示，这种方式在数据分析方面有很大的优势，易于人们对数据进行理解和分析，加深对监测数据的认识和把握。同时，可视化工具还便于数据的快速分享与传递，可供监理人员和其他相关人员在不同时期进行查阅和分析。第三，定期审查和分析监测数据变化趋势。基坑变形监测数据的处理并不是一次性的，为了避免出现一些偶发事件导致的外力干扰等因素，需要对监测数据进行定期的审查和分析。在该工程中，每周对监测数据进行一次深度分析，这样可以比较全面地了解地下水位、土层的变化等基本情况，及时发现异常情况，并在第一时间采取对应的应对措施。第四，应用先进的数据处理算法。随着科技的不断进步，现代化建筑工程监测数据的处理和分析技术也得到了很大的提升7。在该工程中，采用了一些先进的监测数据处理算法，如正相关系数、Pearson 相关系数等，在处理数据时，这些算法能够帮助监理人员更加准确地分析数据的变化趋势，进而做出科学的决策和调整8。3.4 智能化分析监测数据 在该工程中，采用了智能化的监测系统，通过自动分析技术对监测数据进行智能化分析和处理，以提高分析的效率和准确性。这一保障措施的实施旨在提前发现可能出现的变形趋势，为预防和控制基坑变形提供了良好的保障。一方面，做好监测数据的智能化处理。智能化监测系统通过自动分析，可以不断累积监测数据，根据数据变化的趋势，自动预测变化的规律并做出相应的建议，同时也可在监测数据发生异常时，通过早期预警的方式，及时发现问题。在该工程中，监测系统的智能化处理主要包括以下几点：精准率预测：系统可通过数学统计方法，预测数据变化趋势，精准度高。模型优化：系统还可以通过不断优化算法模型，提高监测数据的准确性。自动警戒值设定：系统能够根据历史数据，自动设定警戒值，以提供更准确和及时的监控报警。监测数据分析实时呈现：系统将监测数据通过可视化的形式展示，帮助监理人员分析易漏掉的因素，提高监测数据的分析能力。另一方面，监测数据的智能化分析。监测数据的智能化分析主要采用机器学习、深度学习等技术，对历史监测数据进行分析，以预测未来的数据走势，并发现数据异常情况。在该工程中，采用了基于浅层神经网络的机器学习分析方法，能够更加准确地分析监测数据。具体分析结果包括以下几点：变形趋势：监测系统能够实时分析基坑变形趋势，以及近期的突变特征，对数据走势进行精准预测和分析。位移和应变：通过数据分析和可视化呈现，系统能够显示各个监测点的位移、应变等数据变化情况，详情表现在监测数据的折线图中。特殊事件预警：系统能够通过预设警戒值，自动进行监测数据异常报警，快速响应并采取相应的措施，如出现大位移变形等情况时及中国科技期刊数据库 工业 A-84-时发出警报，针对性的采取应对措施，最大限度地减少可能产生的损失。4 结束语 综上所述，建筑工程施工建设中，对环境的监测工作质量会直接影响项目施工安全。然而，在当前的建筑工程深基坑变形监测中依旧存在着监测手段缺乏多样性、监测频率不足、监测数据处理不及时以及数据采集设备精度不高等不足。因此，文章结合具体工程项目，提出了多样化监测手段、增加监测频率、优化数据处理以及智能化分析监测数据等深基坑变形监测保障措施，进而及时掌握变形情况，为后续施工提供依据，保障工程安全。参考文献 1 王 双 龙,宋 军,吴 伟 理,贠 银 娟,张 帅.基 于 变 形 速 率 的 深 基 坑 工 程 监 测 精 度 研 究 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