摘要：建筑基坑測量是保證施工安全進(jìn)行不可缺少的環(huán)節(jié)，本文闡述了監(jiān)測的內(nèi)容和方法，還有變形監(jiān)測的周期和報警值，同時還對數(shù)據(jù)處理作了初步的論述，介紹了幾種數(shù)據(jù)預(yù)測方法。 

　　關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測；水平位移；沉降觀測；監(jiān)測報告 

　　1.概述 

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步，城市中的高層結(jié)構(gòu)工程越來越多，這些工程建筑是城市的一道景觀。建筑工程在使用的過程中，基礎(chǔ)和地基所承受的荷載越來越重，周邊建筑物及基坑施工安全也顯得越來越重要，地基和基礎(chǔ)的變形也不可避免，常見的變形包括傾斜、裂縫和沉降。如果這些變形超過一定的限度，就會影響到它的使用功能，嚴(yán)重時會危及建筑物的安全，造成重大人身財產(chǎn)安全的損失。因此在建筑物施工和管理階段，都要對其進(jìn)行變形觀測，通過觀測獲得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行變形分析。如果發(fā)現(xiàn)異常變形，應(yīng)及時采取有效措施，把危險降到最低。 

　　不同的工程、不同的地質(zhì)情況以及不同的基礎(chǔ)形式，所采用的維護(hù)措施是不同的。在基坑開挖的過程中，應(yīng)及時掌握基坑的位移變形情況，對可能出現(xiàn)的工程隱患應(yīng)及時匯報并采取相應(yīng)的措施，避免發(fā)生重大安全事故，減少事故帶來的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，對地基和基礎(chǔ)進(jìn)行變形監(jiān)測是非常有必要的，它是保證基礎(chǔ)安全施工必不可少的一個環(huán)節(jié)。 

　　2.監(jiān)測內(nèi)容和方法 

　　對于變形監(jiān)測，首先要看建筑物所在區(qū)域地下水位深淺以及相鄰建筑物的遠(yuǎn)近，來決定是否需要進(jìn)行地下水位和相鄰建筑物變形的監(jiān)測。建筑物變形監(jiān)測主要有，建筑物的地基基礎(chǔ)沉降觀測、建筑物基礎(chǔ)和本身的傾斜觀測與建筑物的裂縫觀測，還有坑底土體隆起基坑周圍土體水平位移。對建筑物進(jìn)行觀測之前，首先要埋設(shè)監(jiān)測點，在基坑或者高層建筑物頂面布設(shè)觀測點，采用f20球形頂端的鋼質(zhì)標(biāo)志，上面刻有十字細(xì)槽。 

　　（一）建筑物的基礎(chǔ)沉降是變形監(jiān)測的主要內(nèi)容，既要有每日的日沉降量，又要有沉降速率和沉降變化曲線。水準(zhǔn)點的選擇應(yīng)該距離建筑物不小于基坑深度的2倍。同時周圍還要不受其他施工和人為的破壞，保證其穩(wěn)定不變形。沉降觀測點一般設(shè)在房屋的四周，必要時還要在房子的關(guān)鍵點部位布設(shè)。在建筑物的轉(zhuǎn)角和裂縫兩側(cè)必須布置觀測點。沉降觀測常采用的是水準(zhǔn)觀測，一般精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)到0.1mm，毫米級是準(zhǔn)確的，0.1mm是估讀的。監(jiān)測過程中必須在相同的環(huán)境條件下，有相同的觀測人員，按照相同的觀測方法，采用相同的觀測儀器，對測點進(jìn)行不間斷的觀測，采集數(shù)據(jù)。 

　�。ǘ� ）建筑物的傾斜觀測也是變形監(jiān)測的重要組成部分，其中包括基礎(chǔ)和建筑本身的傾斜觀測。對于建筑物本身的傾斜觀測，一般在建筑物上設(shè)置兩個觀測標(biāo)志，而且要測出兩點的高差h。盡量保證兩點連線與地面垂直。在觀測當(dāng)中，測出標(biāo)志中心位置的水平距離D，則傾斜率為i=D/h。傾斜觀測最常采用的方法包括前方交會法、小角法、傾斜儀法、基礎(chǔ)差異沉降推算法和經(jīng)緯儀投點法。 

　�。ㄈ�）建筑物裂縫觀測包括裂縫的大小、位置、傾斜方向、深度及是否具有繼續(xù)擴大的趨勢等。裂縫觀測可以用智能裂縫寬度觀測儀。需要觀測的裂縫應(yīng)該統(tǒng)一編號，防止混淆，每條裂縫應(yīng)該至少布置兩組觀測標(biāo)志，一組在裂縫末端，令一組在裂縫最寬的部位，而每組觀測標(biāo)志應(yīng)該設(shè)在裂縫的兩側(cè)。對于裂縫少、量測方便的建筑物，可以采用比例尺、小鋼尺或者游標(biāo)卡尺等工具定期量測標(biāo)志的距離，進(jìn)而求得裂縫變化值。 

　�。ㄋ模┑叵滤�位監(jiān)測也必不可少。對水位的測量可以采用水位測量儀。地下水位變化也會影響到基坑的沉降和變形，同時也會影響施工進(jìn)度。水位的上升，水壓強勢必增大，基坑附近土的不穩(wěn)定性也會增加。 

　　3.監(jiān)測頻率和報警值 

　　在基坑開挖期間，正常監(jiān)測頻率為1次/天。如果遇到變形突然增大，大于變形報警值的1/2且持續(xù)發(fā)生變形時，應(yīng)加大監(jiān)測頻率，增加到2次/天。當(dāng)遇到連續(xù)降雨，基坑被長時間浸泡，也需要加密觀測次數(shù)，具體情況按照當(dāng)時降雨量和地下水位而定。當(dāng)基礎(chǔ)底板施工完畢后，可以適當(dāng)減少觀測頻率，一般1次/3天。等基坑土回填后，可停止對基坑的監(jiān)測。首先要確定基坑的安全等級，然后才能確定基坑變形報警值。當(dāng)水平位移量大于3mm/d，并且有擴大趨勢時，應(yīng)及時報警。當(dāng)基坑沉降接近5mm/d，應(yīng)引起重視。如果發(fā)現(xiàn)有繼續(xù)擴大的趨勢應(yīng)報告給相關(guān)部門，進(jìn)而采取應(yīng)急措施，排除安全隱患，保證施工順利進(jìn)行。 

　　4.數(shù)據(jù)的整理與分析 

　　在變形觀測中，用搜集到的數(shù)據(jù)來研究建筑地基和基坑的變形規(guī)律和特征是變形觀測的另一主要內(nèi)容，它是整個監(jiān)測工作不可缺少的部分。在基坑監(jiān)測過程中，應(yīng)該根據(jù)施工進(jìn)度情況提交階段性的監(jiān)測報告。當(dāng)工程結(jié)束時，提交完整的監(jiān)測報告。監(jiān)測報告一般包括該項目的工程概況、監(jiān)測項目、各測點的布置位置圖和編號、采用何種儀器進(jìn)行觀測、觀測原理和方法、數(shù)據(jù)的處理方法和變形曲線等。在每次觀測結(jié)束后，應(yīng)及時檢查記錄的準(zhǔn)確性，如精度是否合格，數(shù)據(jù)是否齊全等。通過監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行及時處理，畫出“填土高度―沉降圖”和基坑的“水平位移―深度圖”。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的變形分析，指導(dǎo)建筑施工。數(shù)據(jù)的預(yù)測是為以后建筑施工積累經(jīng)驗。預(yù)測方法有很多種，其中沉降數(shù)據(jù)有曲線擬合、皮爾預(yù)估模型、GM(1,1)預(yù)估模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、遺傳算法。采用科學(xué)的預(yù)測方法處理實測資料，有助于準(zhǔn)確地預(yù)測沉降，從而使后期施工組織安排達(dá)到最優(yōu)化，具有一定的經(jīng)濟效益。各種預(yù)測方法如下： 

　　（1）曲線擬合法 

　　該方法屬于經(jīng)驗方法，即采用與沉降預(yù)測曲線相似的曲線進(jìn)行擬合，然后外延求出后期沉降量。常用的方法有：對數(shù)曲線法、雙曲線法等。 

　�。�2）灰色系統(tǒng)法 

　　灰色系統(tǒng)法預(yù)測的基本思路是：把隨時間變化的一隨機正的數(shù)據(jù)列，通過適當(dāng)?shù)姆绞嚼奂�，使之變成非�?fù)遞增的數(shù)據(jù)列，用適當(dāng)?shù)姆绞奖平�，以此曲線作為預(yù)測模型，對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測。 

　�。�3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 

　　基坑沉降受多種因素的影響和制約，其變化的自然規(guī)律很難用一個顯式的數(shù)學(xué)公式予以表示。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是這一領(lǐng)域的一個突破，該方法視傳統(tǒng)函數(shù)的自變量和因變量為輸入和輸出，將傳統(tǒng)的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為高維的非線性映射，而不是顯式的數(shù)學(xué)表達(dá)式。該方法在處理非線性問題上，具有獨特的優(yōu)越性。 

　　（4）遺傳算法 

　　建筑基坑沉降非線性模型的參數(shù)識別實質(zhì)上是一個優(yōu)化問題，而建立在種群遺傳和自然選擇的基礎(chǔ)上，模擬了自然界“物競天擇，適者生存”的遺傳算法是處理復(fù)雜優(yōu)化問題的理想方法。遺傳算法在整個操作過程中，同時控制著一個解群，而不是局限于一個點，這就大大提高了搜索效率，并避免陷入局部極值；求解時，不計算目標(biāo)函數(shù)的微分，故對目標(biāo)函數(shù)和約束條件沒有苛刻要求，這在處理高度非線性問題方面與傳統(tǒng)方法比較，具有明顯的優(yōu)勢。 

　　在數(shù)據(jù)處理時應(yīng)選擇有實際意義的數(shù)據(jù)，在實際的變形預(yù)測中，并不單純地依賴某一種方法，了解每一種計算方法的原理、優(yōu)缺點和計算結(jié)果的精度，在實際的運用過程中靈活地選擇。 

　　5.總結(jié) 

　　在建筑基坑施工過程中，運用各種儀器觀測基坑的沉降、水平位移、裂縫等變形內(nèi)容，并采用曲線擬合、小波分析、灰色系統(tǒng)等預(yù)測方法進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測，指導(dǎo)施工，為以后施工和設(shè)計積累經(jīng)驗。在基坑開挖過程中，需要各個部門高度重視和密切配合，積極認(rèn)真對待，才能保證施工順利進(jìn)行。 

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