地下連續墻成槽施工對智能建筑沉降的影響分析

李凌云 羅春艷 付孟生

摘 要：由于連續墻成槽工藝在實際地下施工中，受工藝控制不當影響會破壞原有土體的應力平衡狀態，產生槽壁后方的土體層損失情況，建筑地基為彌補損失會發生一定的變形，從而引起不同程度的沉降。基于此，研究了地下連續墻成槽施工對智能建筑沉降的影響。設定智能建筑施工工程地質條件，布置多組沉降變形監測點位，選擇基準點沉降觀測方法，構建建筑沉降數學預測模型，完成地下連續墻成槽施工對智能建筑沉降的分析方法設計。實驗結果表明：以軟土和粘土兩種土質作為測試樣本，設置三種不同距離的房屋建筑，距離連續墻較近的建筑沉降量較大，且軟土地質的建筑沉降變化較比粘土地質更持久。因此，必須根據建筑環境嚴格控制連續墻施工，使其滿足工程精度要求。

關鍵詞：地下施工技術;連續墻成槽;智能建筑;沉降影響

中圖分類號：TM862 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）05-0001-03

0 引言

隨著智能建筑規模的不斷擴大，建造速度也不斷加快。為此，在智能建筑施工前需要對地基狀況進行檢查，并選擇合適的方法進行建筑物變形監測，以保障施工人員人身安全，減少安全事故的發生[1]。現階段，在城鎮化的推進過程中，建筑施工呈現密集型狀態，伴隨而來的是開挖深度越來越深的基坑，在其內部構建地下管線等，由此會對建筑物本身造成一定影響。而且在城鎮化進程不斷加快的形勢下，在城市內部已經形成了智能建筑群林立，與地下隧道和市政管線縱橫交錯的局面[2]。受到施工地點的復雜性影響，在不同的建筑群體中選定的施工方法有所不同。根據常態下對基坑的施工應用技術，大部分為大基坑或者深基坑的施工方式，主要仍以連續墻成槽為主[3]。本文以此為基礎，明確建筑物變形監測的重要性，重點分析地下連續成槽施工技術對智能建筑沉降的影響，為建筑施工提供全程的數據資料，以期在發生不正常現象時，相關人員能夠及時作出防范措施。

1 實驗準備

1.1 設定智能建筑施工工程地質條件

在智能建筑施工過程中，地基結構要承擔建筑整體的全部荷載，因此，想要保證工程能夠安全穩定地進行，需要對樁基的深度和樁基的承載力進行設計[4]。一般情況下，為了增加建筑的防固效力，采用連續墻成槽技術進行地基穩固，但由于實際監測技術的不足，對復雜地質內的施工無法全程進行全方位預測，建筑施工完成后出現產生不等量沉降情況時有發生。

在實際智能建筑工況施工中，選擇實際施工的土質類型，將連續墻成槽技術應用在施工工況中，根據不同含水量和孔隙大小，進行天然承重比重分析，施工槽段地層土質類型主要包括軟土、淤泥粘土、粉質粘土以及粘土四種。由于每種土層內的自身承重比重有所不同，需要根據其土層厚度和類型進行樁基設定，以插入深度和樁基直徑作為設置前提，在軟土地質中樁基深度要超過1.5倍的樁基直徑，而粘土地質中插入深度可以控制在大于2倍樁基直徑標準下，隨著持力層土質的風化程度和含水量不同，可以按照實際工況進行樁基深度縮減，但必須保證在0.5 m以上。

1.2 布置多組沉降變形監測點位

地下連續成槽技術以較大的剛性支撐墻作為支護方式，被廣泛應用在地下控制土方開挖施工階段，可對不同地質下的房屋建筑進行測試點布置[5]。智能建筑物的特點為層數高，因此在監測點布置中要充分考慮建筑的設計承重載荷，根據地質的天然承重分布情況以及實際連續墻成槽施工情況在建筑物周圍依次均勻布置。

在沉降與變形監測點位布置過程中，要充分考慮智能建筑物的周圍環境，在不易遭到損害的建筑地段做好位置規劃工作。要注重對容易引起下沉的建筑土層的差位設置，在考慮建筑物承重與運動受力狀態的分布等情況下，使其布置點位多于正常點的位置。在進行定點布置時要嚴格按照三點定位原則進行分類，根據特殊情況標記不同的沉降監測點，并重點注意周圍建筑物的不同沉降情況。按照點位布設方向，沿從上向下走的方向進行連接，與建筑基巖位置的距離呈現按等量分配，同時與設計單位做好施工協調，既確保監測點間的互不影響又可以共同監督。

2 實驗過程

2.1 選擇基準點沉降觀測方法

分析連續墻成槽技術對智能建筑的沉降影響，是展開更多建筑施工的前提保障。通過必要的手段和信息化技術對建筑物進行全面監測，可將變形監測應用在專業施工進度中。按照上述監測點位的布置條件，選擇基準點沉降觀測方法，將所有標志點位視作一個整體，在施工完成后對智能建筑進行沉降觀測。將固定的測量設備置入到監測環境中，選擇好監測人員和監測路線，對每次監測的同一基準點進行連續兩個監測點的基點檢查，通過二等水準的測量標準進行驗證。

監測時要保證建筑成像的清晰和穩定，每組儀器的前后視水準尺，要按照視距法測定觀測距離，一般視距距離不會大于25 m，每個監測點的視線高差不小于0.50 m。為保證各時間段內監測點的同一精度，在觀測前后需要采用同一根標尺進行閉合測量，其中閉合差不可大于0.5 m，誤差不得高過0.2 mm。對智能建筑的沉降分析主要依靠變形監測，在自然條件的變化因素中，進行連續墻成槽施工的技術應用測試，利用變形監測原理貫穿于建筑設計施工全過程。

2.2 構建建筑沉降數學預測模型

盡量選擇固定的監測站，進行不同土質建筑的逐點監測，通過施工成槽的環線閉合差值，計算監測站數據的平差變化，準確預測出智能建筑的各點高程，構建建筑的數字沉降預測模型，完成連續墻成槽技術對建筑沉降量的影響分析。02EE8B5C-AEA7-4B11-B51B-DC34D4AA5AD5

將小波函數應用在預測模型中，通過不同衍生的正交函數集合，進行建筑沉降量分析，設置智能建筑監測點產生的位移量為q，在其自身小波變換的函數周期內，存在單頻率重復的正弦函數，其數學表達式為：

（1）

公式中：將建筑自身的位移量作為沉降的信號數據，用e（q）來表示，能夠看出在不同位置上的變化時域呈現連續性。以相鄰監測點中兩個相近信號作為分布規則，同每一次頻率變換的數據函數作對比，根據每次位移變化的尺度預測沉降范圍，具體預測過程為智能建筑沉降監測點進行數據收集，再對觀測數據進行分類，經過建筑位移統計窗口和影響因素去噪窗口進行處理后，依次通過引入小波去噪理論、選擇數據樣本、劃分建筑監測高程、獲取相鄰高程度對比值后，再輸出最后結果。在監測過程中會存在影響沉降測試的噪點因素，將整個預測模型分成兩部分，一部分為位移統計窗口，另一部分為信號去噪窗口。將兩者統計完成的數據進行樣本調試，通過相鄰兩次觀測的高程差，設定為該點的沉降量。按照連續成槽施工技術的主要施工階段進行劃分，對每個階段中施工量進行統計，以不同施工段的成槽參數作為樣本數據，進行各部分連續成墻技術下的沉降規律預測。

3 實驗結果

為保證此次設計的分析方法能夠預測連續成槽技術對智能建筑沉降量的影響，通過三組監測點位的設定進行影響因素論證。以實際智能建筑地基施工為測試環境，將連續墻成槽技術應用在圍護結構施工階段，測試槽段與建筑監測點之間變化關系。分別對施工場所的地質進行勘察，發現施工槽段中主要包含軟土層和粘土層兩個類別，對各槽段的中心與建筑距離進行設定。測試分為兩個階段：首先進行沉降量測試，即驗證是否連續墻施工技術在不同土質內會對建筑沉降產生影響;其次對影響因素進行分析，在不同距離中心設定下成墻對房屋的影響。

在完成施工后對三組建筑進行沉降測試，為減少此次測試成本，將施工全程通過MTLAB測試平臺進行模擬，以施工結束后兩個月開始，進行為期2年的沉降量測試，監測間隔設定在2個月，具體變化如圖1所示。

根據圖1中的內容所示，無論是哪一種土質類型，在連續墻成槽施工技術應用下，建筑房屋均會產生沉降變化。其中軟土地質變形主要出現在測試后期，其持續時間較長，且基本可以持續一年半之久，在施工接近兩年時沉降趨于平穩。粘土地質變形情況主要出現在前期階段，且持續時間較短，基本在11個月內基本形成變量定值，沉降不會再發生變化。

為進一步驗證該技術對智能建筑沉降的影響，在不同施工土質環境中，各自設置三組槽段和建筑監測點，兩個土質上的建筑A1距離槽段中心10 m，建筑A2距離槽段中心15 m，建筑A3距離槽段中心20 m。分別對每個距離中心的沉降量進行測試，取施工一年內的沉降變化值作為測試結果，具體數據如表1所示。

根據表1中的內容所示，兩種土質類型在不同的槽段中心距離中呈現的變化趨勢較為一致，距離連續墻越近的房屋沉降量數值越大，距離越遠沉降量數值越小。兩種土質下沉降量測試結果均為：建筑A1的沉降量大于A2，建筑A2的沉降量大于A3。由于軟土的沉降持續時間較長，在總體沉降變化上每組房屋建筑的沉降變化值會高于粘土土質。綜合實驗結果可知：在連續墻成槽技術下，距離連續墻中心越近的房屋建筑沉降量越大，其中軟土土質下沉降變化較為持久，需要根據建筑環境進行嚴格施工把控。

4 結語

本文以地下連續墻成槽技術為施工標準，構建建筑數字預測模型，完成沉降量參數測試。實驗結果表明：在軟土和粘土兩種地質中，各模擬三組房屋建筑，在施工完成后一個月內進行沉降量測試，其中軟土地質的沉降量持續較長久，粘土地質的沉降量變化周期較短，而離連續墻距離越短的房屋，其沉降量越大，需要根據實際情況進行嚴格監測。

參考文獻

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