谈基坑监测项目中监控报警值的确定.doc

谈基坑监测项目中监控报警值的拟定
    在基坑工程的监测中，拟定各项监测项目的监控报警值是一项十分重要的工作。《建筑基坑支所技术规程》（JGJ120-99）规定：基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案，监测方案应涉及监控目的、监控项目、监控报警值等。
    在工程监测中，每一项监测的项目都应当根据工程的实际情况、周边环境和设计计算书，事先拟定相应的监控报警值，用以判断支护结构的受力情况、位移是否超过允许的范围，进而判断基坑的安全性，决定是否对设计方案和施工方法进行调整，并采用有效及时的解决措施。因此，监测项目的监控报警值的拟定是至关重要的。
    1 监控报警值的拟定原则
    （1） 满足设计计算的规定，不能大于设计值；
    （2） 满足监测对象的安全规定，达成保护的目的；
    （3） 对于相同条件的保护对象，应当结合周边环境的规定和具体的施工情况综合拟定；
    （4） 满足现行的有关规范、规程的规定；
    （5） 在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。
    2 基坑侧壁的安全等级
    由于监控报警值拟定的依据是基坑侧壁的安全等级，所以一方面要明确建筑基坑侧壁的安全等级。
    根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）规定，按照破坏后果的严重性，基坑侧壁的安全等级划分为三个等级。
但需要注意的是，一般对于存在流沙、管涌的工程地质条件和在淤泥质软土中的基坑侧壁，安全等级应提高一级；当环境保护有严格规定，涉及临近有重要建筑物、地下管线、地铁时，应提高一级或二级。根据《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）的规定，明确了以下两种情况的基坑侧壁安全等级定为一级：开挖深度大于或等于14m且在三倍开挖范围内有重要建（构）筑物、重要管线和道路等市政设施，或在一倍开挖深度范围内有非嵌岩桩基础埋深小于坑深的建（构）筑物；基坑位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围。
    3 支护结构的监控报警值
    一般情况下，每个项目的监控报警值由两个部分组成，即累计允许变化量和单位时间内允许变化量。
    对水泯土重力式挡土结构及悬臂式板桩结构，应控制墙顶位移；对多锚撑式支护结构重要控制墙体的最大水平位移。
    当基坑周边无环境保护问题时，可以按照墙前被动土压力的极限位移值考虑安全系数来分析水泥土重力式支护结构或悬臂式支护结构的报警值。 
支护结构位移允许值 表1
支护类型
硬土
软土
悬臂式（顶部）
（0.5~1.0）H%
（1.0~2.0）H%
重力式（顶部）
1.0H%
2.0H%
桩墙一锚定（最大处）
50mm
100mm
桩墙一内支撑（最大处）
30mm
50mm
土钉墙
（0.3~0.4）H%
    当基坑周边有环境保护的问题时，一般按照基坑侧壁的安全等级对板桩墙分为：一级控制（0.1~0.25）H%；二级控制（0.2~0.5）H%；三级控制（0.3~1.0）H%，周边环境复杂时取小值。对于土钉支护，取（0.1~0.3）H%。假如周边的环境有特殊的规定，则支护结构的监控报警值的拟定要符合现场的规定。
水平位移速率应严格控制，如达成2.5~5.5mm/d，应进行报警；沉降速率控制值＜3mm/d。
    支撑轴力以设计轴力为监控值，支撑挠度可按照材料拟定监控值，钢材允许挠度取1/400~1/500，混凝土允许挠度取1/250~1/300。
    立柱桩差异沉降：基坑开挖所引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10mm；发展速率不得超过2mm/d。
    弯距及轴力：根据设计计算书拟定，一般将警戒值控制在80%的设计允许最大值内。
    基坑外水位：坑内降水或基坑开挖引起的坑外地下水位下降不得超过1000mm；下降速率不得超过500mm/d。
    此外，对于测斜、支护结构纵深弯距等光滑的变化曲线，假如曲线上出现明显的折点，也要进行报警解决。
    4 周边建（构）筑的的监控报警值
    由于各类建（构）筑物对差异沉降的承受能力相差较大，因基坑开挖引起的附加变形应与建筑物已经产生的变形一并考虑，其迭加值应满足表2和表3规定的地基变形允许值。监控报警值根据变形允许值进行拟定。 
单层和多层建筑物的地基变形允许值 表2
变形特性
地基变形允许值
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002
0.003
建筑物相邻桩基的沉降差
框架结构
0.002L
0.003L
砖石墙填充的边排桩
0.0007L
0.001L
当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构
0.005L
0.005:
桥式吊车轨面的倾斜（按不调整轨道考虑）
纵向
0.004
横向
0.003

    注：1．L为相邻桩基的中心距离（mm）；
    2．倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；
    3．局部倾斜指砌体承重结构沿纵6~8m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 
高层建筑和高耸结构基础变形允许值 表3
变形特性
地基变形允许值
多层和高层建筑基础的倾斜
H≤24
0.004
24＜H≤60
0.003
60＜H≤100
0.002
H＞100
0.0015
高耸结构基础的顷斜
H≤
0.008
20＜H≤50
0.006
500＜H≤100
0.005
100＜H≤150
0.004
150＜H≤200
0.003
200＜H≤250
0.002
    注：H为自室外地面算起的建筑物高度（m）
    对临近的破旧建筑物，其允许变形值应根据危房鉴定标准由相关部门拟定。
    5 地下管线的监控报警值
    城市中地下管线网是城市生活的命脉，与人民生活和社会经济紧密相关，所以对地下管线的监测责任重大。城市市政管理部门和煤气、输变电、自来水和电话公司等对各类地下管线的允许沉降和位移量制定了十分严格的规定，工程建设的单位必须遵循。
    一般来讲，地下管线应控制管线的挠度及变形速率，地下管线差异沉降对一级基坑应控制在0.3%，对二级基坑应控制在0.6%。煤气管道的变形、沉降或水平位移不能超过10mm，位移速率不超过2mm/d；自来水管道的变形、沉降或水平位移不能超过30mm，位移速率不超过5mm/d。
    采用承插式接头的铸铁水管、钢筋混凝土水管两个接头之间的局部倾斜值应不大于0.008；采用焊接接头的水管两个接头之间的局部倾斜值应不大于0.010；采用焊接接头的煤气管两个接头之间的局部倾斜值应不大于0.004。
    6 结束语
    监控报警值不仅是设计计算的重要基础，同时也是拟定合理施工流程、保护周边环境安全的重要依据。监测项目的监控报警值应根据基坑自身的特点、监测目的、周边环境的规定，结合本地区工程经验并通过有关部门协商综合拟定。
    基坑监测项目的监控报警值的拟定，是基坑监测工作中相称重要的一个环节。准确有效的监控报警值，有助于及时地发现基坑中出现的问题，便于施工单位采用解决措施，将基坑事故消防在萌芽阶段，保证人民生命财产安全。