[发明专利]一种深基坑变形报警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基坑变形危险报警方法，尤其涉及地铁深基坑开挖变形监测报警的方法。

背景技术

地铁是解决大城市交通拥堵问题的重要交通方式之一。地铁车站的基坑一般具有长，深特点。如地铁二层车站的基坑开挖深度接近20m，三层车站基坑开挖深度25m。处于软土地区的深基坑，由于周边建筑较多且较近，控制基坑变形至关重要。目前虽然国内多个规范，如《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)、《上海地铁基坑工程施工规程》(SZ-08-2000)、《南京市建设工程深基坑工程管理办法》及《上海市工程建设规范-基坑工程施工监测规程》(DG/TJ08-2001-2006)，《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)等均给出了明确的报警值，一般有累计报警值和速率报警值。设计文件也参考相应规范，给出了严格的报警值(一般取规范所规定小值)，其初衷和目的是为了更好地控制变形量。设计文件一般也会标明了现场变形超过报警值时，要加强监测，必要时进行注浆加固。例如《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》(SJG 05-2011)对支护结构水平位移控制值如下规定：

表1支护结构最大水平位移允许值(mm)

注：表中h为基坑深度(mm)

湖北省地方标准《基坑工程技术规程》(DB42/159-2004)中规定，“基坑监测项目的监控报警值，如设计有要求时，以设计要求为依据，如设计无具体要求时，可按如下变形量控制：重要性等级为一级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移(最大值)监控报警值为30mm；重要性等级为二级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移(最大值)监控报警值为60mm。”

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202-2002)将开挖深度大于15m的基坑均作为一级基坑，对照表1所示，基坑等级愈高，控制变形愈严，控制值愈小。而实际是基坑开挖深度愈深，则变形相对愈大，于是形成了一对矛盾。因此在实际工程中基坑变形是很容易达到规范规定的变形累计报警值。目前存在的突出问题是，当基坑变形达到报警值后，如何处理？这是一个非常重要的问题。目前的行业规范及设计文件对基坑变形报警的规定，存在如下问题。

报警值所代表的意思不明确。变形报警值有速率报警值和累计报警值两种，当现场变形值大于报警值时就应该报警，于是这个“报警值”所表达的意思是“变形比较大，达到报警值”，由于影响基坑变形的因素复杂，纯粹报警反映基坑什么状态不明确。基坑地表变形、围护结构的深层水平位移的速率报警值2mm/d。软土基坑在开挖过程中首先是坑内卸荷，必然引起坑内外土压力的不平衡。于是岩土体就有较大的变形增大发展阶段，在这个阶段中岩土体结构通过变形达到力的重新分布，与基坑安全度关系不大，因此这个阶段中软土基坑变形是很容易达到的报警值，但不直接表示基坑不安全；这个阶段的变形速率有报道很大，达到2～5倍，甚至更大，如胡义刚在论文《深基坑工程支护桩水平位移监测报警阈值研究》报道了基坑变形速率(4～20)mm/d，但并未有明显的事故迹象出现；当基坑附近正在高压旋喷桩施工，较大的注浆压力也会使围护深层水平位移突然增大；杭州地铁1号线的湘湖站北2基坑的地表沉降与施工中采取抽取地下水措施相关等。这种意义不明确的报警方法严重影响了报警工作的权威性与有效性。

各测项的报警值与结构物变形破坏现象关联性不一致。基坑围护结构变形值、地表下沉量达到报警值(如表1中一级基坑的报警值为30mm)时，现场不会有明显的变形破坏现象。即使地表下陷特征，所造成影响也很小；有压管线，规范的报警值是沉降量(10～30)mm，《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)中5.3.7条规定不能用直接点时就用间接点，间接点就是地表点，那么报警值参考地表点还是管线点的要求？规范没有明确。另外，建筑物沉降报警值为倾斜率0.2％，有资料及现场经验证明一般建筑物的倾斜率接近0.2％时，就出现开裂现象，于是就会引起纠纷，造成一定的社会影响。因此建筑物沉降的报警值已经表明建筑物有破坏迹象，而地表沉降的报警值表明还没有破坏迹象。这个报警的结果所形成的后果是：一方面许多基坑变形值已经达到规范、设计文件中变形极限值，但由于现场大部分无明显的破坏迹象，如大于10mm的裂缝、错台、陡坎现象，更无从重大事故的发生，另一方面加固措施的实施也存在一定的工程风险，从而大大消弱了报警的基本作用。这种现象并非个别基坑，而是具有一定的普遍性。因此目前规范中报警值既不利于变形控制，也不利于建筑物的保护。