高层建筑论文发表之基坑水平位移监测方案

高层建筑论文发表期刊推荐《建筑科学》，是建设部主管，中国建筑科学研究院主办，创刊于1985年，在国内外公开发行的建筑科学类综合性技术期刊。本刊内容丰富、可读、实用，在建筑 行业中享有很高的声望。本刊依托建设部和中国建筑科学研究院，得到部、院领导的大力支持，并有许多国内建筑界著名的专家学者组成了编委会，使得本刊更具权 威性、指导性。
摘要：高层建筑基坑水平位移监测方案设计包括复杂的施工布设点设计、监测方法比较的选择和监测结果的分析等。高层建筑基坑水平位移涉及浅层地壳的变更与运动，对周围的地层和建筑物产生挤压，可能诱发产生不稳固的边坡等对基坑和周围地层产生的破坏，需要对方案风险作出充分预估。

关键字：水平位移,基点布设,监测方法,安全

引言：

随着我国城市化进程的快速推进，城市建设处于一个历史少有的高潮期，城市中高层建筑变得越来越多、越来越密，与此相配套高层建筑基坑也挖得越来越深，挖掘规模越来越大，其中武汉“绿地中心”工程入岩地连墙垂直度要求1/500、最深逾55米，单幅钢筋笼最重85吨，桩基入岩最深13米，总土方开挖量约100万立方米，为亚洲最深、最大的建筑基坑。目前高层建筑主要位于大中型城市之中，因此其基坑水平位移监测方案设计也主要以城市为设计基础，由于深基坑水平位移会打破土体平衡而导致土壤应力发生改变，土体支护结构及基坑本身出现一定的变形，易诱发周围土地发生不均匀沉降，从而直接或间接地影响到周围楼房、道路以及各种交错的管线等的安全。因此基坑水平位移在挖掘、测绘、监测方法等方面都要充分考虑对自身和周边建筑安全的影响。在设计一个实用且经济的监测方法时要考虑到工作基点布设、监测方法选择、数据分析等问题，这里我们论述这三点在设计监测方案时应注意的情况。

一、工作基点布设

1、布设基点场地条件

基坑的水平位移难以避免地会对周围的地址条件和建筑物地基产生影响，因此为确保工作基点的固定性，监测工作基点应选在离基坑较远的并且地层条件相对稳定的地点，以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点，基点还应处于便于监测的位置并对监测基点进行保护，必要时应设置监测点的保护装置或保护人员。监测点设置包括对周围建筑物设置沉降监测基点，基坑向开挖边掘线外设置沉降位移监测基点和水平位移监测基点，在附近的道路位置设沉降位移监测基，周围管线设置沉降位移监测基点。有条件的话尽量设置两条基线，便于在实际施工监测中进行相互参考与检查，监测基点设置数量视情况而定，以满足对反映监测对象的实际状态及其变化趋势的监测需要而定，同时尽量减少对周围生产生活顺利进行的干扰，减少附带损失。监测仪器对中、整平和棱镜对中、整平误差必须控制在允许范围内。保证监测精度。

二、监测方法选择

目前建筑基坑水平位移监测方法常用的有视准线法、小角度法、前方交会法等。

1、视准线法

视准线法是在两固定点间设置经纬仪的视线作为基准线，定期测量监测点到基准线间的距离，求定监测点水平位移量的技术方法。这种方法要先选取视准线间的两个基准点（设为A、B点），在视准线间选取三点作为水平位移监测点。监测时经纬仪置于A点，仪器标向B点，使水平制动装置制动。沿垂直方向转动经纬仪望远镜，分别转向中间三点附近，并分别量取水平位移监测点到A—B视准线的距离从而得出这段时间内水平位移量。这种方法的显著优点是简单实用同时成本较低，因此其在水平位移监测中得到了广泛应用。但当遇到较长的视准线会因为视准线太长而目标模糊使精度下降，不易实现自动监测，受外界自然条件条件影响较大，而且变形值受系统的最大偏距值制约，超出最大偏距值时就无法进行监测。

2、小角度法

小角度法是在测站上测量位移间的夹角及距离，以求得位移量大小的一种测量方法。它在进行监测时要在基坑一定距离外建立监测基点并确定一条监测基线，监测点尽量在监测基线上，然后在一个基准点上架设精密经纬仪精确测定基线与测站点到监测点的视线之间微小角度变化，得到数据后利用公式计算基坑水平位移的变化。小角度法监测和计算也比较简便，很便于实地操作，精度也相对较高，但对场地平整度、场地面积和形制等有较大要求。

3、前方交会法

前方交会法利用两个基准点和一个变形监测点，构成一个三角形，监测三角形的边角数据以求出变形监测点的位移变化量。这种方法适用于拱坝、曲线桥梁等非直线性建筑物位移监测，在基坑水平位移监测中，能够解决非直线性形状的基坑监测问题。前方交会法具有以下诸多优点：

（1）监测基点布置位置选择较灵活，工作基点多位于面向测点并可以适当远离监测目标，因此在监测基点的选择更具灵活性。尤其当监测目标附近难以找到合适的监测基点时，前方交会法更能发挥其优势；

（2）前方交会法可以同时监测2个方向的水平位移；

（3）当监测基点较多且分布在多条直线上时前方交会法的耗时较少。

但前方交会法在遇到监测误差、监测数据条件、外界环境变化等因素影响时精度较低。而且其监测工作量较大，计算复杂，因此常作为备用手段或配合其他方法使用。

从上面对每种方法的介绍我们可以看出每一种水平位移监测方法都有自己的优点和缺点。因此在选用水平位监测方法时既要考虑到精度，还要考虑到经济性、可行性等因素。应在尽量满足精度要求的前提下，尽可能使用经济实用的方法。

三、安全保障

高层建筑基坑水平位移时应注意到安全性的问题，目前中国建筑安全事故呈高发态势，建筑安全事故层出，造成了巨大的人员伤亡与经济损失，中国建筑工人的工作安全条件较差，经常处于安全威胁之下，因此在方案设计时要特别注意安全性的问题，避免不必要的伤害和损失。

1、土体环境安全

在进行水平位移时应加强对周围环境的保护，具体包括进行基坑内外的地基加固以提高基坑土体的抗变形能力、对基坑周围建筑物和管线进行加固或建设隔断墙以减少变形扩展，尽以减少土体变形对基坑的影响、提高基坑抗变形能力。

2、减少水对基坑的威胁

为减少水对周围建筑物和基坑本身造成的影响和危害，可采用下列措施：

（1）建设封闭的墙体或其它的密封措施；适当地设置并调整井点管的埋置深度以使基坑降水不仅使坑内水位下降,也使坑外水位下降保持安全水位。并随着降水时间的长度适当地进行抽水保持基坑水位与周边建筑物的水位情况；

（2）进行水平位移施工时应注意避开地下水层，并注意地下输水管线的安全，尽量不破坏地下水体正常的循环轨道，保证基坑土体与水体的的整体安全。

结论

在设计高层建筑基坑水平位移方案时要充分考虑多方面的因素，既包括对环境的监测、对监测基点布设方案的确定、还有监测方案的选择、施工安全以及位移对环境的影响，综合各方面因素得出一个优化的设计方案。以便用最小的消耗、最短的时间、最简单的方法得出最经济的设计方案。

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