《。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5【3部:北京、上海、广【州,等14个轨道—交通建设城市25条!线路、15》8,。个,工点的设计》。文件及第三方监【测资:料
?
》 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GB? 5:0011的工程场】。地土类?型划分标准》。(见表?11)
!表11 土的类型!划分和剪切波—速范围
【
《
,
— ,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 —5049《7、建筑基坑工程技!术规范YB 925!8等相关规范确定
!
?
: 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 504!97规定的桩(墙)!顶竖向位移》控,制值为10mm【~40mm北—。京,。地区规定的控—制值:为10mm
—
!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29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0.6—mm:;监测点全部隆起】的有13个工点【平均隆起《量1:0.3mm其中最】大隆:起量15.8mm最!小,隆,起量2.9》mm;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2《9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30m》m~:+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【2mm?/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【+2:0,。mm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10m》m~2?5mm相《对基坑?深度(H)》值0.1%H~0】.15%H》变化:速,。率2m?m/d?~3mm《/d:;二级、三级—基坑累计值20【mm~30mm相】对基坑深度》(H)值0.15%!H~:0.3%H变—化速率?3mm/d~—4mm/d各等【级基坑?隆起控制值》均为20mm
【
?
?
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G】B 5049—7规定的桩(墙【。)顶:水,。平位移控制值为【25mm《~70?mm上?海地区?规定的控制值为2】5,mm~60mm【
【。。 , , 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15m》m~+35m—m(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311—个监测点中实测【数值分布在》15mm~+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.】4m:m/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+40《mm进行控》制变化速率按4m】m,/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15mm》~25mm相对【基坑深度(H)【值,0.1?%H~0.1—5%H;变化速【率2:mm:/d~3mm/【d;二级《基,坑累计?值20mm~30m!m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:20mm《~40m《m相对基坑深度【(H)值《0.:2%H?~,0.4%H变—化,速率:3m:m/d~4mm/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15mm
!
》
—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40m《m~90mm灌注桩!为,45mm~8—0mm;北》京地区规定》的控:制值为30m—。m~:50mm上》海,。地区规定的控制值】为45mm》~80mm广东地区!规定的控制值—为3:0,mm~150mm
!
:
,。
《 ②实测》统计结果
!。
对76个!工点的支护桩(墙)!体水平位《移,监测统计《结果见图1174】个工点的《。桩(墙)最大水【平位移与基》坑深度H的关系见】图12
《
》 从图1【1(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454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.《。22%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2mm/】d~3mm/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+《40mm、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1—1 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0m《m~:+70mm》的,监测点数量约占监】测点总?。数的76.2—%从图12(—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0.07%H【~0.7《3%: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《5mm?/d以内变化速率】最大值为《8.6?mm/d
!
—中软~软弱土地【区支护桩《(墙)体向基坑【内的:水平位移按+7【0,mm、0《.7:。0,%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:20:mm~30mm相】对基:坑深度(H)值0】.,。15%H~0.2】%H:变化速率2mm【/d~3mm—/d:;二级基坑累—计值3?0,mm~40mm相】对基坑深度(H)值!0.2%H~0.】4,%,H变化速率3mm/!d~4mm》/d:;三级?基坑累计值30m】m~4?0mm相对基坑【深度(?H)值0《.2:%H:~0.4%》H变:化速:率4mm/d—~5mm/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~《50mm相》对基坑?深度(H)值—0.2%《H~0.3%H变化!速率2m《m,/d~4mm/d;!二级基坑《累计值40mm【~60m《m相对?基坑深度(》。H)值0《.3:%H~0.5%【H变:化速率3mm/【d~5mm/d;】三级基坑累计值50!mm:~7:。0,。mm相对基坑深度】(,H)值0.5%H】~0.7%H变【化速率4mm/d】~6mm/d
【
!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 50】497规定的地表沉!降控制值为2—5mm?~65mm北京地区!规,定的控制值为30】mm~5《0m:m上海地区规—定的控制《值为:2,5mm~60—mm:广东地区规定的控制!值为20mm—~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1《。363个工点—的最大地《表沉:降,与基坑?深度H的关》系见:图14
【
从图1!3(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91?2个监测《点的地?表沉降值分布在4】0mm~+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0.1】8%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~3m《m,/d变化速率最大】值为4.4mm/d!
:
,
? 坚》硬~:中硬土地《区地表沉降按—40mm《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31个工点!646个监测点【的地表沉《降实测数值在6【0mm~《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》.33%《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:.6:mm/d
!
中软~软!弱土地区地表沉降按!60m?m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20m—m~30mm相【对基坑?深度(H)值—0.15《%,H~0.2%—H变化速率2mm/!d~4?mm/d;二级基坑!累,计值:25:mm~35m—m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3《0mm~40—mm相对基》坑深度(H)—值0.?3,%H:~0.?4%H变化速率2】mm/d《~4:mm:/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20mm
【
!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20》m,m~4?。0mm相对基坑深】度(H)值0.2%!H~0.3%H变化!速率2?mm:/,。d~4mm/d;】二,级基坑累计值30m!m~:50mm相对基【坑深:度,(H)值0.—3%H~0.—5,%H变化速率—3mm/《d~5mm/d;三!级基坑累计》值4:0mm~60m【m相对基坑深度(】H)值0《.4%H~0.6】%H:变化速率4m—m/d~6》mm/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1《4 ?63个工点最—大,地表沉降与基—坑深度的关系
【
《
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》30:。mm地表隆起控制值!为+10m》m
?。
《 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32?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40【m,m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15 — ,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】044?。6和高速铁》路隧道工程施工质】量,验收标准TB 1】。0753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30mm车站地表!沉,降控制值为6—0mm
】
? 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~【112.2mm平】均值为?80.3m》m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1》6,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40mm—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
!
—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(350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 《1,0204和公路【隧,道施工?技术规范JTG/】T F60等—相关:规范确定
—