基于GIS建筑的沉降变形监测及数据处理分析

周坚 常智胜

（贵州省地矿局一一三地质大队 贵州六盘水 553000）

基于GIS建筑的沉降变形监测及数据处理分析

周坚 常智胜

（贵州省地矿局一一三地质大队 贵州六盘水 553000）

随着建筑工程信息化发展趋势，利用GIS建立沉降变形监测体系，可及时发现建筑基础潜在的异常隐患，提出切实可行的基础工程改造依据。本文以实际案例为对象，分析了建筑GIS沉降变形监测意义及方法，结合数据处理结果提出切实可行的基坑支护改造方案。

GIS；沉降变形；监测；数据处理

一直以来，建筑物在建设过程中及竣工后的安全，成为人们关注的问题。而建筑物沉降变形监测成果便成为工程质量评价中的一个重要部分。沉降变形是建筑工程常见病害，对建筑整体结构性能具有破坏性。为了提高建筑空间结构的稳定性，施工单位要定期实施沉降变形监测，对收集到的数据进行综合处理与分析，为工程病害治理提供指导性依据。

1 工程概况

本次工程为贵阳市区东侧某住宅建筑群，于2012年8月发生沉降变形，经分析后选择42根深基坑实施加固与支护。查阅日常定期监测数据结果，深基坑施工2013年10月施工完毕后至2014年10月初，深基坑发生位移，附近水泥地面发现裂缝，且有不断扩大的趋势。从建筑安全角度考虑，选用GIS对建筑沉降变形进行监测，提高对建筑物结构的综合控制力。

2 GIS建筑沉降变形监测方法及过程

由于国内外项目实施方案的差异性，建筑项目施工决策及管理存在诸多不同，增加了施工单位参与作业管理的难度。考虑到建筑项目施工的特殊性，要结合工程实况提出有效变形监测对策，进一步优化项目施工流程，重视建筑的沉降变形监测工作，有助于提高区域数据处理的精确性，为建筑工程规划改造提供指导依据。

2.1 变形监测意义

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。随着世界经济全球化发展趋势到来，各个国家之间工程合作项目越来越多，促进双方建筑行业经济快速增长。

2.2 变形监测方法

（1）工艺分析。深基坑支护必须按照标准工艺执行，在工艺准则引导下建立科学的工艺方案，提高整个施工流程的针对性，才能确保深基坑工程达到预定的状态。本次结合工程改造要求，拟定工艺步骤：钻孔灌注桩-定位锚孔-钻孔工作-锚杆的穿插-第一次注浆-第二次注浆-开展腰梁工作-张拉锁定-监测施工。

（2）监测布网。本次沉降变形监测中，严格按照技术设计的要求进行，水平基准网按边角网方式观测4个测回，变形点水平位移按极坐标法分别在A2、A3上各观测2个测回。垂直位移监测网往测的奇数站：后、前、前、后；往测的偶数站：前、后、后、前；返测时观测方法与往测方法相反；每测段或全线路一定为偶数站落点。

3 建筑沉降变形监测数据处理与分析

现阶段，国内施工单位承接建筑项目数量越来越多，不同项目对施工操作要求也不一样，往往增加了施工单位作业难度。受到主客观因素影响，建筑项目施工管理存在诸多难点，不同国家、区域、项目等对施工单位提出标准也不一样，如何构建现代化施工管理模式，这是眼下必须考虑的问题。

3.1 基准网数据处理结果

（1）水平基准网成果

由于数据有限，选择A1数据作为分析对象，统计了复测值、差值等数据（如表1）。

（2）垂直基准网成果（如表2）

由表1～2数据可见，基准网各个点较为稳定，观测期间两个月内，各点变化较小，完全可作为基准点使用。

3.2 变形点数据分析

（1）水平位移中期数据如表3。

（2）垂直位移中期数据如表4。

表1

表2

表3

表4

根据10、11次观测数据分析，建筑呈外扩且下沉趋势，尤其是10～16号变形点位移速率较快，建筑上的裂缝明显增大。应立即对建筑采取支护桩加固等有效有效措施，以防再度变形导致崩塌。

4 建筑深基坑支护加固技术

建筑项目工艺流程复杂，不同阶段形成的工艺标准不一样，施工期间修改或调整工艺方式而延迟了工期，影响了其他项目施工进度。例如，建筑建设中，由于路基土石方和结构造物工程量大量增加。结合GIS监测结果，要编制一套完整的基坑加固施工方案，减小沉降变形造成的异常隐患，主要工艺：

4.1 钻孔灌注桩工作

先确定导管埋深的具体位置，按照混凝土结构进行规划控制，通常导管埋入混凝土内部3cm左右，然后可以执行灌注桩施工流程，确保灌注桩结构的稳定性，提高灌注桩整体的结构性能。施工过程中，导管要保持正常的组合状态，除了控制导入深度外，还要对灌注桩浇筑过程进行调节，一般浇筑时间间隔为30min左右。

4.2 钻孔定位

钻孔之前，要利用测量仪器进行定位处理，测量放样与定位是不可缺少的环节。定位是为了更好地执行钻孔流程，保证深基坑钻孔后处于稳定的状态，以免钻孔过程发生偏差或断层等问题。其中，控制钻机角度是十分关键的，角度偏差＜2°，高差＜30mm。

4.3 钻孔

进行钻孔前需要调整钻机的钻头，将其定位在锚杆孔位下标，保证孔位的偏差大于100mm；保证钻机施钻的深度在0.2m；钻进速度0.3～0.5m/min，拔出的速度定为 0.5～0.6m/min。

4.4 制作锚杆

进行锚索钻孔工作时，编制工作要在现场开展，把截好的钢绞线放置在作业平台上，锚固段和锚索设计长度需要根据标准量出，并标记好，在锚固段范围内，每0.6～1m将中隔离支架穿对，绑扎一道固定环隔离支架，张拉段上每隔1m绑扎固定环，同时用套管套上，最后将螺帽带在锚杆的端头。

4.5 封口注浆工作

注浆过程中要控制速度及注浆量，更加深基坑结构要求完成操作，如：注浆管设置、预留孔布局等均是控制要点。上述工艺执行结束，需进行注浆口封闭处理，为混凝土及砂浆凝固创造有利条件。

5 结论

总之，随着GIS技术在建筑工程中的普及化应用，对建筑实施沉降变形监测可获得更加精准的数据，提高了沉降、变形等病害监测效率。施工单位要结合GIS数据结果，对建筑病害进行综合分析，拟定深基坑加固与支护技术方案，降低基础结构病害对建筑物造成的损坏。

[1]秦亚辉，冯景辉，陈立定.基于小波变换的信号去噪方法研究[J].信息技术，2010（01）.

[2]缪海波，殷坤龙.基于非平稳时间序列分析的滑坡变形预测[J].地质科技情报，2009（04）.

[3]朱友聪，张建平.拱坝变形监测中的逐步回归分析应用研究[J].浙江水利水电专科学校学报，2009（02）.

[4]郭宗阳.灰色模型 GM（1，1）在变形监测中的应用[J].矿山测量，2009（02）.

[5]张夏欢，高谦.神经网络滑坡预报系统研究与应用[J].有色金属（矿山部分），2009（01）.

TU196.2

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