9.2【 支护结构—和周围岩土体
!
9—。.2.1~9.2】.3: 城市《轨道交通工程支护】结构及周围岩—土体监测项目—控制值与地质条件、!工程规模、周边环】境条:件等:有密:切关系?同时控制值对工程的!。工期、造价》等都有?较大:影响监测项目—控制值的确定—需,遵循安全与经—济相统一与当—前的设计、施工【和管理水平相适应支!护结构和周边—环境安全有效控制】关键项目严格—控制按地质条件分类!控制:以及相关规范、地】方经验与实》测统计结果相协【调等原则因》此合:。理确定工《程施工过程中支护】结构及?周围岩土体监测项目!控制值是一》个复杂的过程本【规,范为监测项目控制值!的确定开展了专题】研究
! 专题研究收集!了有关城市轨道【交通:工程监测《控制指标的规范、规!程和工程标》准53部北京、上海!、广:州等14《个轨道?交通:建设城市2》5条线路、》1,58个工点的设计】。文件及第三方监测资!料
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《 研究结果表明【不同地区《的工程地质条件往】往具有明显的地【域特性如北京的黏性!土,与砂性土互》层、上海的软土地】层、广州的上软【下,硬二元地《层等监测《项目的监测数据【变化量除与基坑、】。隧道工程的各项【。设计参?数、工法相》关外还?与基:坑、隧道所》处场区的《。岩土体特性、类型】等因素密切相关【
】 :根据:这,一特征本《规范开展的监测【控制指标专》题研究将《所,收集工点《。。的地层?条件:按坚硬?~中硬土和中软【~软:弱,。土两类分别统计、分!析不同监测》项目的实测结果【土的分类《参照了现《行国家标准建筑【抗震设计规范G【B 5?001?1,的,工程场地土类型划分!标准(见表11)】
表1】1, :土的:类型划分和剪—切波速范围
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— 注fak为由!载荷:试验等方法得—到的地基承》载力特征值(—。kPa)Vs为岩土!剪切:波速
! 1 》 明挖?法和盖?挖法基坑支护结构和!周围岩土体的监测】项目:控,制值
【
条文【中表9?.2.1-1和【表9.?2.:1-:2的监测项目控制值!是在对全《国各:地,大,。。量,实际工程案例—开展专题《研究的?。基础上?。结合国家现行标准建!筑基坑工程监测技】术规范GB —50497、建【筑,基坑工?程技术规范Y—B 9258等相】关规范确定
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】 专题研究共收集和!统计分析了北京、上!。海、广州《等14个轨道交通】建设:城市的明挖法和盖挖!法基:坑工程实测资—料包括25条线路的!87个工点监—。测项目?主要包括基坑工程的!地表沉降、支护桩】(墙:)顶水平和竖向位】移、支护《桩(墙)体水平【位移统计内容为每个!工点不同监》测项目监测点在整】个监测期内的实测最!终,变形值以及各监测】项目主要监测点中实!测最终变形值—。的最:大值、最小值和平】均值
—
,
1)支】护桩(墙《),顶,竖向位移
!
》①相:关规范?的规定
》
,
? ? 现行?国家标准建筑基坑】工程监测《技术规范GB 【50497规定的】桩(墙)顶竖向位】移控制值为》10:m,m~40mm—北京:地,。区规定的控制值为1!0mm
—
②】实测统计结》果
】 收集的29个!工点支护桩(墙)】顶竖向?位移监测资》料中:多为中软~软弱土地!区的基坑工程对【29个工点的—支护:桩(:墙,)顶竖?向位移?监测统计《结果见图《9
》
竖向】。位移在2《9个工点中监测点全!部,沉降的有《8个:工点平均《。沉,降,量11.8mm其中!最,大沉降量43.3m!m、最小沉降量0.!6mm?;监测点全部隆起】的有13个工—点,平均隆起《。量10.3mm【其中最大隆》起量15.》。8m:m最小隆起量—2.:。9mm;监测点【中既:有隆起又有沉降【的有8个工点—最大沉降量》1,1.2mm最—大隆起量《25.1mm—
【 从图》9(a)中》可以看出29个工点!的303个》。监测点中监测点【隆起占监测点总【数的53.》1%:监测点?沉降占监测点总【数的46.》9%监测点的竖【向位移?。实测数值在》。30mm《~+20mm(表】示沉降+表示隆起)!的数量约占监测点】总数的93.1【。%
?
:
从】图9(?b)中?可以看出29—个工点中桩(墙)】顶最大?隆起约为0.14%!H,最大沉降约为0.】18%H
》
】 ,根据:统计结果桩》(墙)顶竖向位移】最大:变化速率的最大【值为4?.8mm/d大部分!工程监?测点:最大变化速》率在2m《m/d以内
—
! ,根,据统计结果》桩(墙)顶的竖【向位移应按沉降和】隆起分别控制支【护桩(墙)》顶沉降按30—mm:、,0.3?%H进行《控制隆起按+20m!m进行控《制变化速率按4mm!/d进行控制对【绝大多?数工程都能够满足】安全控制的要求【
,
《
根据【监测项目控制值的确!。定原则和上述—统,计结果并《结,合相关规范的规定针!对不同工程监测等级!的安全?控制要求本规范推】荐的支护桩(—墙)顶沉降控—制值为一级基—坑,累计值1《0mm~《。25mm相对基坑】深度(?H)值0.》。1%H?~0.1《5%H变化速率【2mm/d~3【mm/d;二级、三!级基坑累计值20m!m~30m》m相对基坑深度(H!)值0.15%【H~0.3%H【变化速率3》mm/d~》4mm/《d各:等级基坑《。隆起控制值均—为20?mm
《
—
:
图9 基坑】桩(墙)顶》竖向位移统计图
】
?
2【)支护桩(墙)【顶水平?位移
! ①相关规范】的规定
】
现行【国家标准建筑基坑工!程监测技术规范【GB 50》497规定的—桩(墙)顶水平位移!控制值为《25mm~》7,0mm?。上海地区规定—的,。。控制:值为25mm~60!mm
! ?②实测?统计结果《
】 对73个工点】的支护桩(墙)【顶水平位《移监测统计结果见图!10统计结果显示无!论坚硬~《中,硬,土地:区还是中软~软弱土!地区的支护桩(墙】)顶均出现向基坑】内、外的水平位【移其位移量不—是很大且位移—量的大小与基—坑深度没有明显的】关,系
:
】 从图?10:中可:以看:出坚硬~《中硬土地区49【个工点?的592《个监测点中实测数】值分布在《15mm~+—35mm《(表示?向基坑外的水平位移!。+表示向基坑内的水!。平位移)的监测【点数量约占监测点总!数的98.2%中软!~软弱?土地区24个工点的!3,1,1个监测点中实【测数:值分布?在15?mm~+4》0mm?的,监,测,点数量约占监—测点总数的》93.9%》
《
: 根》据,统,计结果桩(墙—)顶水?平位移最大变化速】率的最?大值为4《.4mm《/d大部分工程监】测点最大变化—速率在2mm/【d以内
》
,
,
: 《 无论?坚,硬,~中硬土《地,区还是中《软~软弱土地区的桩!(墙)顶向基坑内】的水平位移》按+:40mm《进行控?制变化速率按4【mm/?d进行控《制对绝大多》数工程都能够满【足,安全控制的要求【
】 从图10—(a)中可以—看出基?坑支护桩(墙)顶】存在:向基坑外水平位【移的现象《但由于向基坑外【的水平位移原因复】杂控制值的确定【。。应结合支护结构形】式、:支撑:轴力的大《小和岩?土条件
【
? 根据监测【项,目控制值的确定【原则和上述统计结】果并结合相》关规范的规定针对】不,同工程监测等级【的安全控《制,要,求本规范推荐的【支护桩(墙)顶水平!位移控?制值为一《级基坑累计值1【5mm~25—mm相对基坑深【度(:H,)值0.《1%H~0.15%!H;:。变化速率2mm【/d:~3mm《/d;二《级基坑累《计,。值,20mm~30mm!相对基坑深度(H】。)值0.15—%H~0.3%H】变化速率3mm/】d~4mm/d【;三级基坑累计值2!0,mm~40mm相对!基坑深度(H)值0!.2%H~》0.4%H变—化速率3mm/d~!4,mm/d
—
《 《当需对基坑》桩(墙)顶向—。基坑外的水平—位移进行控制时建】议控制值为15m】m
!
图10【。 73?个工点?基坑桩(墙)—顶最终?水平位?移,。分布频率直方图【。
?
【3)支护桩(墙)】体水平位移
】。
?。 ①》相关规范的规定
!
— 现?行国家标准建筑基】坑,工程监测技术规范】GB 50497规!定的桩(墙)体水平!位移控制值》地下连?。续墙为?40mm~90mm!灌注:桩为45mm~【8,0mm;北京地【区规定的《控制值为3》0mm~《50mm上海—地区规定的控—制值为4《5mm~80—m,。m广:东地区规定的控【制值为30》mm~150m【m
—
②实【测统计结果
—
?
对7】6个工?点的支护《桩(:墙):体水平位移》监测统计结果见【图11?74个工点的桩(】墙)最大水平位【移与基坑深度H的关!系见图?。1,。2
【 , 从图》11(a)中可【以看出坚硬》~中硬土地区的基】坑支护?桩,(墙)体存在—向基坑内、外—。的水平位移》47:个工点4《54个监测点的支】护桩(墙)体—水平位?移值在15mm【~+40mm—(表示?向基坑?外的水平位移—+表示向《基坑:内的水平位移)的监!测点数量约占监【测点总?数的89.4%【从图12(a—)中可以看出—45个工点的最【大桩(墙)体水平位!移,的平均值约为0【.11%H最大值】约为0.2》2,%H
!。 根据》统计结果《坚,硬土~中硬土地【区桩(墙)体—水,。平位移的《最大变化速率多在】。2,mm/d~3—mm/d变化—速率最大《值为3.4mm【/d
—。
—坚硬~?中硬土地区支护【桩(墙)体向基【坑内的水平》位移按+4》0mm、0》。.20%H进行控】。制变化速《率按5mm》/d进行控》制对:绝大多数工》程都能?够满足安全控—制,的要求
! : 从图11(a)!中可以看出坚硬~】。中硬土地区基坑支护!桩(墙?)体存在《向基坑外水平位【移的现象但》位移量相对较小由于!向,基坑外的水》平位移原《因,复杂控制值的确【定应结合支护结构形!式、支撑轴力的【大小:和岩土?条件
!
图11】 76个工—点基坑桩(墙—)体最终水平位【移,分布频率直方—图
!
?
图12 74】个工点桩(》墙)最?大水平位移与基坑深!度的关?系
【 ? ,从图11(b)中】可以:看出中软~软弱土】地区的基《。坑支护桩(墙)体】水平位移分布频率直!。方图与坚硬~中【硬土地区相》比具有明显差异主要!表现为向《基坑内的水平位移】且位:移量比坚硬~中【。硬土地?区,。的位移量相》对较:。大29个工点282!个监测?点的支?护,桩(墙)体水平位移!。值在0mm~—+7:0,mm的监测点—数量约占监测点【总数的76.—。2%从图1》2(b)《中可以看出29个工!点的最大桩(墙)】。水平位移变化范【围约为0.0—。7%H~0.—73%H平均—值约为0.》32%H《
》
根据【统计:结果中软~》软弱:土地区桩(墙)【体水平位移的最【大变化速率多在5】mm/d以内变【化速:率最大值《。为8.6mm/d
!
! 中软~软弱土地区!支护桩?(墙)体《向基坑?内的水?平位移按+7—0m:m、:0,.70%H进—行控制?变化:。速率按6mm/d】进行控制对》。大多数?工程都能够满—足安全控制的要求】
— ? 城:市轨道交《通基坑工程一—般深、大且周边环境!复杂对支护桩(墙】)体的变形要求严格!根据监测项目控【制值的?确定原?则和上述统计结果并!结合相关规范的规定!针对不同工程监测等!。级的安全控制要【求本:规范推荐的》坚硬:~中:硬土地区支护桩(】墙,)体水?平位移控制》值为一级基》坑累:计值20mm~30!mm相对基坑—深度(H)值0.1!5%:H~0.2%—H变化速率2mm】/d~3mm/【d;:二级:基坑累计值》30mm~4—0mm相对基坑深度!(H)值0.2%】H~0?.4%H《变化速率3mm【/d~4m》m/d;三级基坑】累计值30mm~】40mm相对基【坑深度(《H)值?。0,.2%?H~0.4》%,H变化速《率4mm/d~5m!m/d
《。
【 当需对坚硬~】中硬土地《区基坑桩(墙)体向!基坑:。外的水平《位移进行控制—时建议控《制,值为15mm
【
— 本《规,范推荐?的中软~软弱—土地区支护桩(墙】)体水平位移控【制,值为一级基坑—累计值3《0mm~50m【m相对基坑深度(】H)值0.2%【H~0.3%—H变化速率2—mm/d~4m【m/d;二级基坑累!计,值40mm~6【0mm?相对:基坑深度(H)【值0.3《%H~0.5%H变!化,速率3m《m/d?~5:mm/d;三级【。基坑:累计值?50mm~》70mm相对基【坑深度(H)—值0.5%》H~0.7%H变化!。速率4mm/d~】6m:m/d
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4】)地表沉降
】
—。 ①相关规范的规定!
— ? 现行国家标—准建:筑基坑工程》监测技术规》范GB 504【97规定的地表沉】降控制值《为25mm~65】mm北京地区规定的!控,制,值为:30mm~》50mm上》海地区?规定的控制值—为,25m?m~6?。0mm广东地区规定!的,控制值为20m【m~40mm
!
:
》②实测统计结—果
?
基!坑工程地表沉降主】要统计沉降变形较大!的,与基坑边缘最近【。的两排监测点—对67个《工点的地表》沉降监测统计结【果见图136—3个工点的最—大地:表沉降与基坑深【度H的关系》见图14
】
从图】13(a)中—可以看出坚硬~【中,硬土地区《基,坑周边地《表同时出现沉—降和隆起现象—36个工点9—12个?监测点的地》表沉降值《分布在40》mm:~,+,。20mm(表示沉降!+,表示:。隆起)的《监测点数《量约占监测点总数】的97.0%从图】。14(a《)中可以看出—32个工点的—实测结果表明最【大地:表隆起约为》0.11%H;最大!。地表沉降的平—均值约为0.09】%H最大《地表沉降值约为0.!18%H
【
? : 根据》统,计结果坚硬~—中,。硬土地区地表沉降的!最大变化《速率多在《2mm/《d,~3mm/d变化】速率最?大值为4.》4mm/d
】
,
: : 坚硬~中—硬,土地区地表沉降按4!0mm和0.20%!。H进行控制变化速】率,按4mm/d进行控!制对绝大《多数工程《都能够满足》安全控?制的要求
—
,
:
从图【13(b)中可以看!出中软~《软弱土?地区的基坑周边地】表变形分布频率【直方图与坚硬~中】。硬土地区相比具有明!显差:异,主要表现为沉—降且沉降《量比:坚硬~中《硬土:地区的沉降》量相对较大3—1个:工点:646个监测—点的地?表沉:降实测数值》在60?mm~0m》m,的监测点数量—约占监测《点总数的83.6】%,从图14(b)中】可以看出31个工点!的最大地表沉—降变化范围约—为0.07》%H~?0.83%H平【均值约?为0.3《3%H
】。。
【图13 67个工】点最:终地表沉降分布【频率直方图
【
根!据统:。计结果中软~软【弱土地区《地表沉降的最大变】化速率多在》2mm?/d~3mm/【d变化速率最大值为!。7.:6mm/d》
,
》。 , ?中软~软弱土—地区地表沉降按【60mm和0—.60%H进行控制!变化速率按6mm/!d进行控制对绝【大多:数工程都能够满【足安全控《制的要求
》
?
》 根据监测项—。目控制值的确定【原则和上《述统计结果并—结合:相关规范的规定针】对不同工《程监测?。。等级:的安全控制要求本】规范推?荐的坚硬~中—硬,土地区地表沉降控制!值为一级基坑—累计值2《0mm~30mm相!对基坑深度(—H)值0.》15%H~》0.2%H变化速率!2,。mm/?d~:4mm/《d;二级基坑累【计值25《mm~35mm相对!。基,坑深度?(H)值0.2%H!~0.3《%,H变化速率》2mm?/d:~4mm/d—。;三级基坑》累计值30mm【~40?。mm相对基》。坑,深度(H)值0.】3%H~0.4%】H,变化速率《2mm/d~4m】。m/d
》
】当需对?坚硬~中硬》土地区基坑周边地表!隆起进行控制—时建议控制值为20!mm
》
—。 本:规范推荐的中—软~软弱土地区地表!沉降控制值为一【级基坑累计值—20mm~40m】。m,相对基坑深度(【H)值0.2%H~!0.3%H》。变,化速率2mm/【d~4mm/d;二!级基坑累计值3【0,mm~?50mm相对基坑深!度(H)值》0.3%H~0.】5%H变化》速率:3m:m/d~《5mm/d;—三级基坑累计值【40mm~60mm!相对基?坑深度(H)—值0.4%H~【0.6%《H变化速率4mm】/d~6mm/【d,
《
》 综合?各类技术规》。范的规定和实测数】。据统计分析结果【本条款给出了基坑工!程不同监测》项目的控《制值其中地表—沉降和支护桩—(墙)体水》平,位移根据《工程场地土》类型的不同分—别,给出:了监测项目控—制值由?于监测等级为三【级的基?坑工程案例和实测数!。。据较少其监测项【目,控制:值,主,要参照二《级基坑工程》确定并进行》了适:当调整
】
城市轨】道交通工程中支护结!构采用土钉墙、【型钢水泥土墙的【基坑工程较少实测】数据也?较少专题研究未【收集到相应的案例和!实测数据其监测项目!。控制值的《确定:结,合,了其他相关规范【
【
《
图14 》。 63个工点最大】。地表沉降与》基坑深度的关系
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【 根据?基坑工程支撑—构件、锚杆等的【受力特点《和设:计要:。求其监测项目控制值!按最大值和最小值分!别进行控制支—撑轴力、锚杆拉【力实测值处于控【制值的最《大值和最《小值之间才能保【。证其功能的正常发挥!和工程?。结构整体的安全本规!范选取构件承—载能力设《计值以及支撑构件、!。锚杆预?应力设计《值的百分比作为监测!。项目控制值》
?
【2 ?盾构法隧道管片结构!竖向位移、净空收敛!和地表沉《降控:制值
》
:
盾—构隧道施工过程【。中管片结《构变形?及岩土体《位移与工《。程所处?。范围内的工程地【质水文地质条件、周!围环境条件及盾构】施工参数等密切【相关盾构《隧道监测项目控制值!应,首先结合当地工程】特点经工程类—比和分析计算—后,确定当无地方经【验时:。可参照本《规范确定监》测项目控制值
!
《 条文中表【9.2.《。2-1和表》9.2.《2-2的监测项【目控制值是在—对全国?各地大量实际工程案!例,开,展专题研《究的基础上结—合相关?规,范确定
! : 北京地》区规定的盾》。构法隧道地表沉降】控制值为30mm地!表隆起控制值为【+10mm》
— 盾构法隧道!地,表沉降(隆起)监测!控制值专《题研究收集了北京、!。杭州、宁波、昆明】、上海、无》锡和郑州等7个城市!的1:3条线路、36个】工点的实测资料对3!2个:标准断面盾》构,。隧,。道的实测统计结果见!图15
【
,。
盾构【隧道地表沉降—主要:统计隧道轴线上【方的地表监测点统】计实测结果表明盾构!法隧道地表沉降一】般在中软~软—弱土地区的变形【较大约90.—2%的监测》点沉降实测值在4】5mm以内》;坚硬~中》硬土地区约94【.1%的监测点沉】。降,实测值?在40mm以内隆起!实测值多在+—。10m?。。。m以内本《规范条文根据不同工!程监测等级的—安全控制要求针对标!准断面盾构隧道地】表沉降给出了累【计变化控《制值
】
?
:
图:1,5, 32个标准断】面盾构隧道最终【地表沉?降分布频《率直:方图
《
?
综合各类!技术规范要》求和实?测数:据统计分析结果本条!款给出了盾构法隧】道工程监《测项:目控制值《其中地表沉降(【隆起)?根据:工程场地土类型【的不同分别给出了】监测项目控》制值
】 盾构法隧道!其他监测项目控【制值是结合国家现】行标准盾构法隧【道施工与《验收规范GB 【5,0446《和高速铁路隧—道工程施工质量验】。收标准T《B :107?53等规范》确,定
》
3【。 矿山法隧道支】护结构变形、—地表沉降《控制值
! 矿山法车站!一般开?挖断:面较大?施工步序多地—表变形控制比矿山法!区间隧道困难得多本!规范分别《对区间?隧道:和车站给出不同的】控制值?对于渡线段、风【道、联?络通道等隧道可【根据工程具体情况参!照选:取相关的《控制值条文中表9】.2.3-》1,和表9.2.3【-2的监测项目控制!。值,主,要是:在对全国部分—。城市大量实际工【程案例开展专题【研究:的基础上结》合相关规范确定【
】 北?京,地区规?定的矿山法》区间地表沉》降控制值为30【mm车?站地表沉降控制【值为:60m?m
! 矿山法隧道地】表沉降监测控制【值专题研究收集了】北京、西安、郑【州和南京等4个城】市的8?条线路、37个【工点的实测资料矿】山法隧道地表沉降】主要:统计隧道《轴线:上方:的地表监《测点统计实测结【果表明?车站地表《沉降变形最》大北京地区》11个车站》的最大地表沉降为】31.0mm~11!2.2mm》平均值?为80.3mm由】于地质条件、开挖方!式、单层或多层结】构形式?等因素的不同矿山】法隧道地表最终沉】。降差异较大本—规范结合相关—地,方标准?和实测统《计结果确定了矿【山法:车站地表沉降控制值!
?
》 对北京—和西安地区21个标!准断面区间的—实测统计结果见图】16从图中可以看】。。出在350个监【测点中?约97.7%的监】测,点实测值在40【mm以内依据统计】。结果并结合相关规范!矿山:法区间地表》沉降按40mm进行!控制对绝大多数工程!都能够满《足要求?本规范条文根据不同!工程监测等级的安全!控,制要求针对矿山【法标准断面区—间,地,表沉:降给出了累》计变:化控制值
—
,。
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综合各!类技术规范要求和】实测数据《统计分析给出了矿山!法隧道工程监测项】目控制值其中地表】沉降按车站、—区间分别《给出了监测项目控制!值
】
图16 !21个标准断面矿】。山法区?间最:终地:表沉:。降分布频率直方图(!3,50个监测点)【
! 矿山法《。隧道:其他监测项目控制值!是结合国家现行标准!锚杆喷射混》凝土支护技术规范】GB 500—86、铁路》隧道施工规范—TB 1020【4和公路隧道施工技!。术规范?。。。JTG/T —F60等相关规【范确定
《。
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