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城市轨道交通基坑工程监测预警标准研究

文档作者：吴锋波1’2，金淮1，谢谟文2，刘永勤1 文档来源： 1．北京城建勘测设计研究院有限责任公司 2．北京科技大学土木与环境工程		点击数：	更新时间： 2025年05月10日
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上一篇：城市轨道交通建设的地质环境安全问题

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2013年lO月下第42卷第20期施 工技 术CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 103DOI：lO．7672／s舀s2013200103城市轨道交通基坑工程监测预警标准研究木吴锋波1’2，金 淮1，谢谟文2，刘永勤1(1．北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101；2．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083)[摘要]在总结城市轨道交通基坑工程监测预警现状的基础上，根据工程监测特点，将监测预警分为仪器监测预警、现场巡查预警和监测综合预警3大类，每类预警分为蓝色、黄色、橙色和红色4个警级。总结了各地基坑工程监测预警问题，结合相关研究成果、技术规范要求以及我国北京、上海、广州等14个城市、25条线路、87个工点的第三方监测资料分析，确定了不同监测项目控制值的建议值，给出了现场巡查红色预警标准。根据监测点超过控制值的情况，定义了监测项目警情易发系数和警情危险系数，并给出了监测综合预警模型。[关键词]地下工程；城市轨道交通；基坑；监测；预警[中图分类号]Tu47 [文献标识码]A [文章编号]1002—8498(2013)20_0103旬5MOnitoring Measurement Early Warning Standard of Urban RailTransit Foundation ExcaVation EngineeringWu Fengb01一，Jin Huail，Xie Mowen2，Liu Yongqinl(1．Be咖ng￡，r如n Co瑚打MctiDn脚Zom￡ion&amp;amp;Su删e，，i，增Des培n ReseⅡrc^胁s砒“把Co．，￡纪．，Be扰ng 10叭01，C^ino；2． c而订口nd E，l"i九，nment口z Engineering，ns￡以M把，u凡i秽ersif)，o，_scieⅡceⅡnd丁0c^nozogy Be彬ng，Be玎i，增 100083，c^inn)Abstract： Based on the present research situation and the fbundation excavation engineeringcharacteristic，the early warning is classified to instrument monitoring warning，inspection warning andcomprehensiVe warning． The early waming is graded to blue，yellow，orange and red． The fbundationexcaVation monitoring measurement early warning problems are summary，and the research results，technical requirements and 14city，25 lines，87 sites third party monitoring measurement data of Beijing，Shanghai，Guangzhou etc． are analyzed． The recommended number of monitoring item contr01led value isgiven，and inspection warning red standard is listedthe controUed Value，the monitoring item alarmcomprehensiVe warning model is given．According to the ratio of monitoring point more thanprone and danger coefficient is defined and theKey words：underground；urban rail transit；foundation excavation；monitoring；early warning1研究现状和存在问题关于基坑工程监测预警标准，国内外学者已经取得了一些研究成果¨…。近些年，国内安全风险管理研究不断开展，基坑工程监测预警标准方面也进行了深入研究”4。。国内相关技术规范、工程标准对基坑工程监测预警标准有一些规定。《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009以深度7，10m为界限，将基坑分为一～三级，根据绝对值、相对基坑深度值和变化速率进行报警，其中灌注桩、}住房和城乡建设部科技计划项目(2011-K5—21)；北京市优秀人才培养资助个人项目(2012zG．40)[作者简介]吴锋波，北京城建集团有限责任公司、北京科技大学博士后，E·mail：wufengb0820424@163．com[收稿日期]2012．12_09；[修订日期]2013-0l-15地下连续墙顶部最大水平位移报警值分别为25～30mm，40～50mm，60～70mm，竖向位移报警值分别为10～20mm，25～30mm，35～40mm。深层水平位移报警值，灌注桩分别为45～50mm，70～75mm，70～80mm；地下连续墙分别为40～50mm，70～75mm，80～90mm；周边地表竖向位移分别为25～35mm，50～60mm，60～80mm。北京市地方标准《地铁工程监控量测技术规程》DBll／490—2007以10，15m为界限，结合环境情况划分基坑安全等级为三级，规定围护桩(墙)顶部沉降控制值为10mm，变化速率1mm／d；围护桩(墙)水平位移控制值为(o．15％～0．3％)H(日为基坑深度)或30～50mm，变化速率2～3mm／d；地表沉降控制值为(0．15％～0．3％)日或30～50mm，变万方数据施工技术 第42卷化速率2mm／d。上海市地方标准《基坑工程施工监测规程》DG／TJ08—2001—2006以7，10m为界限，结合环境情况划分基坑安全等级为三级，规定围护墙顶变形控制值为25～60mm，围护墙侧向最大位移为45～80mm，地面最大沉降量为25～60mm，变化速率均为2～5mm／d。天津市工程标准《天津地铁二期工程施工监测技术规定》规定围护结构侧向位移控制值(0．14％～0．3％)日，地表沉降控制值为(0．1％～0．2％)日。2008年《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》(试行)中监测控制指标研究系统总结分析了相关技术规范、工程标准和实测结果，给出了一些参考数值。目前，城市轨道交通基坑工程实测结果缺乏系统的研究、总结，工程实际多以建筑基坑的控制指标或少量工程实例总结为依据，制定相应的预警标准。城市轨道交通基坑工程具有平面尺寸大、开挖深、环境复杂、地质条件差、支护形式众多等特点，目前尚无适用于行业特点的统一的预警标准。因此，研究科学、合理的基坑工程监测预警标准成为当前安全风险监控亟待解决的重要问题。2预警类型和等级划分城市轨道交通工程监测主要包括仪器监测和现场巡查2部分内容，综合已有研究成果，根据城市轨道交通工程监测特点，监测预警可分为仪器监测预警(监测数据预警)、现场巡查预警和监测综合预警3类。根据《中华人民共和国突发事件应对法》的相关规定，结合城市轨道交通工程安全风险管理要求和相关经验总结，可将工程监测预警分为4级，分别用蓝色、黄色、橙色和红色表示，红色为最高警级。3预警标准3．1仪器监测预警标准仪器监测预警可根据实测数据与控制值(包括累计变化值和变化速率)的比较划分不同的等级。目前预警值的规定不统一，北京以控制值的70％，85％为预警分级标准，广州、深圳取控制值的80％，天津取控制值的80％～90％。根据预警分级情况，建议仪器监测预警标准如下。1)蓝色仪器监测预警 双控指标(累计变化值、变化速率)之一超过控制值的70％。2)黄色仪器监测预警 双控指标均超过控制值的70％，或双控指标之一超过控制值的85％。3)橙色仪器监测预警 双控指标均超过控制值的85％，或双控指标之一超过控制值。4)红色仪器监测预警 双控指标均超过控制值，或变化速率出现急剧增长。对基坑工程临近既有地铁车站、文物古迹等重大风险工程的仪器监测控制值多针对不同工况条件制定，仪器监测预警标准也应对应分解到不同的施工阶段中。仪器监测预警标准与监测控制值密切相关，由于监测控制值受施工工法、地质条件复杂程度、周边环境特点及保护要求等多方面因素影响，很难给出科学、合理的数值，容易造成控制要求严格、监测点各类警情大量出现的现象，为工程安全风险管理带来了许多问题。目前，工程监测多以第三方监测结果为依据进行相关的预警工作。基坑工程的第三方监测项目主要包括周边环境变形、地表沉降、桩墙顶竖向位移、水平位移和桩墙体水平位移等。这些监测项目控制值的合理确定可以很好地保证仪器监测预警工作的开展。为合理确定监测项目的控制值，现广泛收集了北京、上海、广州等14个城市、25条线路、87个工点的变形监测资料，通过实测资料的统计分析，可以为监测控制值的确定提供很好的依据和建议。这些监测结果均为第三方监测资料，具有很好的真实性和代表性。地质条件是影响基坑工程变形的重要因素，参照《建筑抗震设计规范》GB5001l一2010的工程场地土类型划分标准，将所收集各地工点的地层条件分为坚硬～中硬土和中软～软弱土两大类，分别进行统计和分析。其中，坚硬～中硬土是指稍密～密实的碎石土，密实、中密的砾、粗中砂，正。(地基承载力特征值)>150kPa的黏性土和粉土、坚硬黄土等，800m／s≥y。(岩土剪切波速)>250m／s；中软～软弱土是指稍密的砾、粗中砂，松散的砂，六。≤150kPa或新近沉积的黏性土和粉土、填土、可塑新黄土、流塑黄土、淤泥和淤泥质土，y。≤250m／s。1)桩墙顶竖向位移29个基坑的桩墙顶竖向位移实测结果如图1所示，图中统计了每个工点监测点变形的最大值、最小值、平均值和设计控制值。这些工点大部分位于中软～软弱土地区，监测设计给出了沉降和隆起两个方向的控制值。实测结果表明桩墙顶沉降多在一30mm以内，隆起多在30mm以内。桩墙顶竖向位移最大变化速率多在一2～2mm／d。2)桩墙顶水平位移中软～软弱土地区24个基坑的桩墙顶水平位万方数据吴锋波等：城市轨道交通基坑工程监测预警标准研究 105图l桩增顶竖向位移Fig．1 Vertical displacement Of piIe&amp;amp;diaphragm waIl top移实测结果如图2a所示，这些基坑的桩墙顶水平位移变形较小，多在设计控制值(30—40mm)以内。部分工点出现了向基坑外的桩墙顶水平位移，有3个工点给出了相应的控制值。坚硬～中硬土地区49个工点基坑的桩墙顶水平位移实测结果如图2b所示，桩墙顶向基坑内的水平位移多在设计控制值30mm以内，向基坑外的水平位移多在20mm以内。6 8 10】2 14 16 1 8 20 2224 26 28 30基坑深度，ma中软一软弱土地区基坑深度／n1b坚硬～中硬土地区图2桩墙顶水平位移Fig．2 Horizontal dispIacement of piIe&amp;amp;diaphragm waU top根据统计结果建议基坑工程桩墙顶应给出向基坑内外两个方向的水平位移监测控制值。实测结果表明，各地桩墙顶水平位移的最大变化速率一般在一2～2mm／d。基坑工程桩墙顶竖向位移和水平位移实测变形相对较小，不同基坑深度之间桩墙顶变形没有明显的差别，这与各地根据工程实际采用合适的围(支)护结构形式有很大的关系，例如上海等中软～软弱土地区首道支撑多采用混凝土支撑，北京等坚硬～中硬土地区首道支撑多采用钢支撑等，对围护桩墙顶部变形有很好的控制。3)桩墙体水平位移中软～软弱土地区29个基坑的桩墙体水平位移实测结果如图3a所示，这些基坑的桩墙体水平位移变形较大，多超过了设计控制值(30～40mm)。向基坑外位移的测点数量很少，且数值多在10mm以内。实测最大变化速率多在5mm／d以内。坚硬一中硬土地区47个基坑的桩墙体水平位移实测结果如图3b所示，大部分基坑变形在设计控制值(30～40mm)以内，部分工点有监测点超过控制值。坚硬一中硬土地区桩墙体水平位移的最大变化速率多在2—3mm／d。基坑深度／ma中软～软弱土地区基坑深度／mb坚硬～中硬土地区图3桩墙体水平位移Fig．3 HorizontaI displac咖ent of pne&amp;amp;diaphragm waU坚硬～中硬土地区基坑围护结构多采用灌注桩，在支撑作用下基坑侧壁土体可通过桩间裂缝挤出，致使桩体出现向基坑外侧的变形；而中软～软弱土地区基坑围护结构多采用地下连续墙，在支撑作用下基坑侧壁土体难以出现挤出的现象，因此其墙体变形主要为向基坑内的水平位移。4)地表沉降中软一软弱土地区31个基坑的地表沉降实测结果如图4a所示，受地质条件影响，这些基坑的地表沉降大部分超过了30mm的设计控制值，部分工点实测值较大，最大沉降量达到224．2mm。开挖深∞如m∞加∞如mm踟加鲫∞∞如如mom加如∞如∞如∞如如m0m如如∞如万方数据施工技术 第42卷度14．0～22．0m的基坑周边地表有一定上浮，但上浮量较小。基坑深度／ma中软～软弱土地区基坑深度，lnh坚硬～中硬土地区图4周边地表沉降Fig．4 SurrOⅡnding ground se砌ement坚硬～中硬土地区36个基坑的地表沉降实测结果如图4b所示，除4个基坑的地表沉降较大外(最大值94．5mm)，大部分基坑的地表沉降在30mm的设计控制值以内。开挖深度14．0～22．0m的基坑周边地表上浮量较大，最大达到19．8mm。整体实测结果表明，地表沉降的最大变化速率多在2—3mm／d。根据城市轨道交通基坑工程的特点，按照破坏后果、深度、环境条件等划分基坑工程风险等级：①一级 围(支)护结构过大变形或破坏、岩土体失稳等后果很严重；基坑设计深度日≥20m；工程临近城市轨道交通既有线、重要建筑、桥梁等。②二级围(支)护结构过大变形或破坏、岩土体失稳等后果严重；基坑设计深度10m≤日<20m；工程临近一般建筑、桥梁、重要管线、道路等。③围(支)护结构过大变形或破坏、岩土体失稳等后果不严重；基坑设计深度日<10m；工程l临近一般管线、道路、绿地等。综合相关研究、技术规范和实测结果分析，不同基坑风险等级的监测控制指标建议如表1所示。3．2现场巡查预警标准现场巡查应能够掌握工程建设整体性状的变化，全面监测工程自身和周边环境的安全状态，是工程安全监测及预警的重要手段。现场巡查也可以分为蓝色、黄色、橙色和红色4个警级，由于现场巡查工作是由监测对象外部现象推及内部安全状表1基坑工程监测控制指标Table 1 The monitOring contr0IIed Value 0ffbundation excavation engineering监测项目 岩土类型累计值／mm 变化速率／一级 二级 三级(mm．d一1)桩墙顶竖向位移 一 10—25 20一30 20～30 3～4桩墙顶水平位移 一 15—25 20一30 20～40 3～4桩墙体水平位移中软一软弱土30—50 40一60 50～70 3～6坚硬一中硬土20—30 30一40 30～40 3～5地表沉降 中软一软弱土20一40 30一50 40一60 3—6坚硬一中硬土20一30 25—35 30一40 2—4态的变化，需要丰富的工程经验积累才能正确判断工程自身结构和周边环境的安全与否。各个预警等级标准的确定需进行系统研究，可由各地根据工程经验进行确定。对于一般技术人员来说，现场巡查应与仪器监测工作密切配合，主要注重较为严重的异常现象(危险警兆)的发生、发展，及时发现、上报红色巡查预警。工程出现下列危险警兆时应进行红色巡查预警：①基坑、隧道支护结构出现过大变形、较大裂缝、断裂、较严重渗漏水、隧道底鼓，支撑出现明显变位或脱落、锚杆(索)出现松弛或拔出等；②基坑、隧道周围岩土体出现涌砂、涌土、管涌，较严重渗漏水、突水，滑移、坍塌，基底较大隆起等；③周边地表出现突然明显沉降或较严重的突发裂缝、坍塌；④建(构)筑物、桥梁等周边环境出现危害正常使用功能、结构安全的过大沉降、倾斜、裂缝等；⑤周边地下管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等；⑥根据当地工程经验判断，出现其他必须进行警情报送的情况。3．3监测综合预警标准工程监测综合预警是指通过仪器监测预警和现场巡查预警结果的综合分析，对不同监测对象以及整个工程项目的安全状态进行判定，以确定工程整体的预警等级。综合预警等级对应也可分为蓝色、黄色、橙色和红色4个警级。所收集实测资料中部分工点的监测项目有超过控制值的情况，超值监测点与该监测项目监测点总数的比值分布情况如图5所示。由图5a可知，中软一软弱土地区16m深度以上基坑桩墙体水平位移、地表沉降监测点超过控制值的情况较多，部分基坑桩墙体水平位移全部监测点均超过控制值。由图5b可知，坚硬～中硬土地区桩墙体水平位移超过控制值的监测点数量多在60％以内。根据不同监测项目的监测点超过控制值的情况，定义监测项目警情易发系数矽．和警情危险系数职：玻缁0m靼川般削职w∞矾W万方数据吴锋波等：城市轨道交通基坑工程监测预警标准研究 107鋈1鬈t《基籁《嚣趔疆鋈籁蘧《霹杂《察靼辍基坑深度／ma中软～软弱土地区14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34基坑深度，mb坚硬～中硬土地区图5超过控制值监测点的比例Fig．5 oVer cOntroUed value monitOring point ratio∑ri·日i ／．’i —i形，=旦÷一 (1)y日i 箦‘1形z 2亩 (2)式中：r。为超过控制值监测点数量与该监测项目监测点总数的比值；日；为某一基坑的开挖深度(m)；i为基坑数量，江1一凡。根据实测结果统计分析，计算不同监测项目的警情危险系数耽，并对其进行归一化处理，得出工程监测综合预警模型。1)中软～软弱土地区形：=a1·a2·理3(0．14肘1+0．10肘2+0．35肘，+0．41肘。) (3)式中：缈：为监测综合预警值；a。，a：，a，分别为工程自身风险等级、周边环境监测预警结果、现场巡查预警结果修正系数；肘，，肘：，鸠，肘。分别为地表沉降、桩墙体水平位移、桩墙顶水平位移和桩墙顶竖向位移实测结果的危险性综合评价值，取值为0～1．0，危险性越大取值越大。2)坚硬～中硬土地区形。2 al·d2·a3·a4(0．58肘I+0．24肘2+0．18肘3) (4)式中：a。为桩墙顶竖向位移预警结果修正系数，其他同上。a。，a：，a，，口。的数值由工程实际综合判断选取，取值均为0．8一1．0，风险越大取值越大。监测综合预警等级需综合各类影响因素进行判定，工程实际应建立一套系统的专家队伍进行相关分析工作，有效调配现有专家资源，以提高预警等级确定的科学性，合理评判工程的安全状态，给予工程整体适宜的关注度。4结论和建议1)根据城市轨道交通基坑工程监测特点和预警管理要求，可将监测预警分为仪器监测预警、现场巡查预警和监测综合预警3大类，每类预警又可分为蓝色、黄色、橙色和红色4个警级，红色为最高警级。2)通过我国87个城市轨道交通基坑工程的实测资料分析，结合相关研究成果和技术规范要求，给出了不同监测项目控制值的建议数值。3)现场巡查预警标准需由各地根据工程经验进行综合确定，给出了需进行红色巡查预警的情况。4)工程监测综合预警是对仪器监测预警和现场巡查预警的系统分析，对工程整体安全状态的综合判断。根据监测点数值超过监测控制值的情况，定义了监测项目警情易发系数和警情危险系数，并给出了中软～软弱土地区和坚硬一中硬土地区的监测综合预警模型。5)工程监测综合预警等级判定需全面考虑各类因素的影响，工程实际注重预警专家队伍的建设和预警模型的深入研究，以更为有效、合理地评判工程的安全状态。参考文献：[1]Long M． Database for他taining wall and gmund movements dueto deep excavations [J]． Joumal of Geotechnieal andGeoenVimnmental Engineering， ASCE， 200l， 127 (33)：203．224．[2] MoomaⅡn c．Analysis of w“l and gmund movements due to deepexcavations in 80ft soil based on a new worldwide database[J]．Soils and Foundations，2004，44(1)：87—98．[3]Yoo c．Behavior ofbraced and anchored walls in∞ils overlyingmck[J]． Joumal of Geotechnical and GeoenvimnmentalEngineering，ASCE，200l，127(3)：225-233．[4] Leung E HY，cHARLEs．w w NG． wall and grDundmoVements as∞ciated with excaVations supported by cast in situwallin mixed gmund conditions[J]．Joumal of Geotechnical andGeoenVironmental Engineering，2007，133(2)：129-143．[5] 江晓峰，刘国彬，张伟立，等．基于实测数据的上海地区超深基坑变形特性研究[J]．岩土工程学报，2010，32(s2)：570．573．[6] 王卫东，徐中华，王建华．上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析[J】．岩土工程学报，20ll，33(11)：1659一1666．[7] 徐中华，王卫东．深基坑变形控制指标研究[J]．地下空间与工程学报，20lO，6(3)：619．626．[8] 郑荣跃，曹茜茜，刘干斌，等．深基坑变形控制研究进展及在宁波地区的实践[J]．工程力学，20ll，28(s2)：38-53．

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