建筑基坑工程監測技術規范 講座 劉俊巖 濟南大學土木建筑學院 電話子郵箱 liujunyan 副教授 高級工程師 國家標準 建筑基坑工程監測技術規范 主編濟南大學環境巖土工程研究所所長 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 第一部分規范編制背景 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 規范出臺的背景 1 1城市建設發展迅速 深基坑工程日益增多1 2設計理論不完善 施工經驗明顯不足1 3重大安全事故及隱患增多 政府高度重視1 4社會糾紛不斷 影響生活和生產1 5技術標準空白 監測行為不規范 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 1城市建設發展迅速 深基坑工程日益增多 住宅 商業 服務 文化 教育 辦公醫療和體育用房以及地下管溝 人防 地鐵 隧道等等 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 深基坑工程日益增多 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 2設計理論不完善 施工經驗明顯不足 1 地層性質存在著相當的變異性和離散性 地質勘察所獲得的數據還很難準確代表土層的全面總體情況 2 對基坑支護結構進行設計和變形預估時 對土層和支護結構本身所作的本構模型 計算假定 以及參數選用等 與實際狀況相比存在著一定的近似性和相對誤差 3 基坑開挖和施筑過程中 隨著土層開挖標高變化和支撐體系的設置與拆除 支護結構的受力處于經常性的動態變化狀況 諸如地面荷載突變 超深超長開挖等偶然隨機因素的發生 使得結構荷載作用時間和影響范圍難以預料 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 3重大安全事故及隱患增多 政府高度重視 中國第一部規范建設工程安全生產的行政法規 建設工程安全生產管理條例 已由國務院發布 自二OO四年二月一日起實施 2003年一至十月份 全國建設行業發生傷亡事故二千零九十二起 死亡兩千二百一十三人 事故起數和死亡人數分別上升了百分之二十四以上 在非礦山企業中居第一位 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 第二十六條施工單位應當在施工組織設計中編制安全技術措施和施工現場臨時用電方案 對下列達到一定規模的危險性較大的分部分項工程編制專項施工方案 并附具安全驗算結果 經施工單位技術負責人 總監理工程師簽字后實施 由專職安全生產管理人員進行現場監督 一 基坑支護與降水工程 二 土方開挖工程 三 模板工程 四 起重吊裝工程 五 腳手架工程 六 拆除 爆破工程 七 國務院建設行政主管部門或者其他有關部門規定的其他危險性較大的工程 對前款所列工程中涉及深基坑 地下暗挖工程 高大模板工程的專項施工方案 施工單位還應當組織專家進行論證 審查 本條第一款規定的達到一定規模的危險性較大工程的標準 由國務院建設行政主管部門會同國務院其他有關部門制定 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 2005 7 21廣州海珠城廣場基坑坍塌 案例1 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 基坑塌陷直接導致工地附近的海員賓館北側坍塌 并引發火災 三幢居民樓傾斜 墻體開裂 事故導致5人被埋 其中兩人死亡 鄰近坍塌現場的地鐵二號線區段被迫停開近24小時 周邊地區的供水 供電 供氣 路面交通停止 受到坍塌工地威脅的199戶 572人撤離 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 這次事故受影響的3幢住宅樓199戶572人 分別安置在4家酒店 每人每天將得到200元安置補貼和30元伙食補助 4名責任人被刑事拘留 廣州市政府 7月22日要求立刻在全市范圍內開展建設工程施工安全生產大檢查 特別是深基坑安全生產專項大檢查 所有基坑施工項目一律先停工檢查 辦妥 施工許可證 并檢查合格后方可復工 施工期超過一年的基坑一律先回填除險 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 導致基坑滑塌有五大初步原因 1 基坑原設計深度只有16 2米 而實際開挖深度為20 3米 超深4 1米 造成原支護樁成為吊腳樁 盡管后來設計有所變更 但對已施工的支護樁和錨索等構件已無法調整 成為隱患 2 從地質勘察資料反映和實際開挖揭露 南邊地層向坑里傾斜 并存在軟弱透水夾層 隨著開挖深度增大 導致深部滑動 3 基坑施工時間長達兩年9個月 基坑暴露時間大大超過臨時支護為一年的時間 導致開挖地層的軟化滲透水和已施工構件的銹蝕和錨索預應力損失 強度降低 甚至失效 4 近段時間在南邊坑頂因施工地下室而造成東段嚴重超載達140噸 成為了基坑滑坡的導火線 5 從施工紀要和現場監測結果分析 在基坑滑坡前已有明顯預兆 但沒有引起應有的重視 更沒有采用針對性的處理措施 也是導致事故原因之一 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 2004 4 1上午建設中的廣州地鐵三號線瀝滘站地下連續墻圍護結構突然塌方 1 臨近珠江 地質條件復雜 2 土層自穩能力極差 3 地下水豐富 4 近期連降暴雨 砂層含水量加大 加重了連續墻背后的土壓 案例2 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 據一名施工負責人介紹 事發時間在上午8時10分左右 值班施工員在對講機中報告有隧道墻體脫落現象 他立即帶人察看險情 正打算進入工地的時候 巨大的水泥斷裂聲就突如其來 轟轟地砸下 打橫支撐隧道墻的鋼管隨即紛紛墜落 形成更大的轟鳴聲 據一名目擊者介紹 當時他正在值班 開始聽到的塌方聲并不很大 但稍后水泥墻崩裂聲沉悶而且還伴隨有猛烈的震感 他說 塌方時間不很長 瞬間就將停在隧道里面的兩輛中型挖掘機吞沒 地面上的幾部鉆機及一些施工機械也隨塌方落下 被深埋在土中 中午12點 在離地鐵3號線瀝滘工地只有30米的一棟樓房突然嚴重傾斜 樓房旁邊地基全部塌方 形成一個1000多平方米的大坑 樓房并沒有全部倒塌變成一堆瓦礫 而是向南面傾斜得厲害與地平面形成一個60度的夾角 我看見整棟樓慢慢往下沉 就像是地上有個洞 房屋掉進里面一樣 隨后聽見一聲悶響 提起房屋下沉傾斜時 住在里面的建筑工仍心有余悸 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 坍塌發生后 大量泥土和支護鋼架墜落地坑 塌陷部位占整個車站開挖面積的十分之一 在前一周檢查工地開挖情況時 已發現該地存在安全隱患 有關部門下達了停工令 由于事發前一天已停工 基坑內工作面無人作業 塌陷區域的居民也提前撤離 因此 此次事故沒有造成人員傷亡 事故發生后 處于塌方周圍 米范圍危險區域內的 戶居民全部疏散 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 案例3上海浦東服飾大廈 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 案例4上海地鐵二號線 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 案例5 某大廈位于上海金橋出口加工區的第18號地塊 分為主樓和裙樓兩部分 主樓28層 高99 50m 框架剪力墻結構 箱基加樁基 工程樁斷面450 450mm 長為29 5m 某基礎公司負責打樁 基坑局部損壞情況 見圖示 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 攪拌樁擋墻厚4 2m 裙房開挖深度5 3m 主樓開挖深度8 5m 攪拌樁止水帷幕 灌注樁擋墻直徑800 砼支撐一道 攪拌樁墻厚2 7m 倒塌 斷裂 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 案例6 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 某馬路路面沉陷 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 回填筑堤 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 案例72003年4月24日上午 北京東城區十字坡西里萬亨大廈基坑東邊坡混凝土面層出現水平裂縫 縫內砂土向外大量流出 隨即瞬間坍塌 致使3號居民樓西北角基礎露出 基礎局部懸空約2m 樓內居民迅速撤離 嚴重影響了十字坡西里兩棟樓居民的正常生活 在 非典 時期造成了一定的社會影響 直接經濟損失達606 5萬元 經調查認定 該起事故為重大生產安全責任事故 2003年北京市生產安全責任事故查處情況通報 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 事故的直接原因是基坑邊坡陽角切除未嚴格按照設計方案實施 支護措施未發揮預期作用 開挖速度過快 事故的主要原因是設計方案存在嚴重缺陷 設計對施工的關鍵工藝控制未提出要求 事故的重要原因是監理單位在監理工作環節上 未按有關規范 規程要求加以控制 2003年北京市生產安全責任事故查處情況通報 根據 中華人民共和國安全生產法 的有關規定 現已對有關責任人員做出了如下處理 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 4社會糾紛不斷 影響生活和生產 濟南市北部某著名小區施工期間 群井深井降水 造成附近已建居民樓房的裂縫 居民靜坐抗議 停工一個多月 電視報刊爭相報道 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 附近建筑物開裂 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 附近路面開裂 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 5技術標準空白 監測行為不規范 目前國內尚無基坑工程監測的現行規范 某些規范有所涉及 1 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 GB50202 2 建筑基坑支護技術規程 JGJ120 3 建筑變形測量規程 JGJ T8 基坑監測 監測還是不監測 如何監測 隨意性大 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 2編制過程 2002 10建設廳批準立項 2002 10 12調研準備階段 2003 5 2004 3試驗驗證階段 2004 4形成初稿 征求意見 2004 5 6修改 形成送審稿 2004 6 28省建設廳召開專家審查會通過 2004 7 2建設廳頒布 2004 8 2全省實施 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 該規范是根據 建筑地基基礎設計規范 GB50007 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 GB50202 建筑基坑支護技術規程 JGJ120的要求 結合我省的實際 通過廣泛的調研 多方面的驗證性試驗和主題研究 收集了大量的國內外相關技術資料 吸收了最新科研成果 認真聽取了有關單位和專家的意見 經多次修改后編制完成 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 3現實意義 3 1對于確保基坑及周圍環境安全有著重要的實踐指導意義3 2為確保基坑工程監測質量提供了可操作性的技術依據3 3填補了國內空白 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 本規范內容章節 1總則 2術語 3基本規定 4監測項目 5測點布置 6監測方法及精度要求 7監測頻度 8監控報警 9數據處理與信息反饋 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 該規范從總體上看 體例適宜 內容全面系統 規范所確定的監測項目科學合理 監測頻度 監控報警值依據充分 質量控制措施正確 適合工程需要 符合我省實際 為確保基坑工程監測質量提供了可操作性強的技術依據 具有重要的實踐指導意義 規范填補了國內空白 技術水平達到國內領先水平 摘自規范審查會意見 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 第二部分條文解釋 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 基坑工程的特點 與自然地質條件密切相關與環境密切相關與地下室的施工密切相關技術綜合性強 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1總則1 0 1為規范建筑基坑工程監測工作 保證監測質量 從而優化設計 指導施工 確保基坑穩定和保護周邊環境 做到安全適用 技術先進 經濟合理 特制定本規范 造成設計預估值與實際工作狀態差異的主要原因是 1 地層性質存在著相當的變異性和離散性 地質勘察所獲得的數據還很難準確代表土層的全面總體情況 2 對基坑支護結構進行設計和變形預估時 對土層和支護結構本身所作的本構模型 計算假定 以及參數選用等 與實際狀況相比存在著一定的近似性和相對誤差 3 基坑開挖和施筑過程中 隨著土層開挖標高變化和支撐體系的設置與拆除 支護結構的受力處于經常性的動態變化狀況 諸如地面荷載突變 超深超長開挖等偶然隨機因素的發生 使得結構荷載作用時間和影響范圍難以預料 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 開展基坑工程現場監測的目的主要為 1 為施工開展提供及時地反饋信息 2 為基坑周圍環境進行及時 有效的保護提供依據 3 將監測結果反饋設計 為優化設計提供依據 4 監測工作還是發展設計理論的重要手段 基坑工程監測方案應做到安全性 技術性和經濟性的統一 監測方案應以保證基坑及周圍環境安全為前提 以監測技術的先進性為保障 同時也要考慮監測方案的經濟性 在保證監測質量的前提下 降低監測成本 達到技術先進性與經濟合理性的統一 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 0 2本規范適用于有地下室或地下結構的建 構 筑物基坑及周邊環境 鄰近建筑物 構筑物 地鐵 隧道 道路 地下設施 地下管線 巖土體及地下水體 的監測 本條是對本規范適用范圍的界定 基坑支護結構以及周圍環境的變形和穩定與基坑的開挖深度有關 相同條件下基坑開挖深度越深 支護結構變形以及對周圍環境的影響越大 建筑基坑工程監測對象主要包括兩部分 一是基坑及其支護結構 即圍護結構 擋墻 支撐 圍檁及冠梁 立柱 坑內土體和地下水體等 二是周圍環境 即鄰近建筑物 構筑物 地鐵 隧道 道路 地下設施 地下管線 巖土體及地下水體等 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 樁前被動區軟弱土加固 止水帷幕 冠梁 圍護結構 橫撐 立柱 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 周圍環境 建筑物 道路及地面 地下水 地下管線 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 0 3建筑基坑工程監測應綜合考慮基坑工程設計與施工方案 建設基地的工程地質和水文地質條件 鄰近建 構 筑物及地下設施 地下管線等的現狀及使用狀態 施工工期和作業條件等因素的影響 制定合理的監測方案 精心組織和實施監測 影響基坑工程監測的因素很多 主要有 1 基坑工程設計與施工方案 2 建設基地的工程地質和水文地質條件 3 鄰近建 構 筑物 地下設施 地下管線等的現狀及使用狀態 4 施工工期 5 作業條件 建筑基坑工程監測要求綜合考慮以上因素的影響 制定合理的監測方案 方案經審批后 監測單位組織和實施監測 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 1 0 4建筑基坑工程監測工作除應符合本規范的規定外 尚應符合國家現行有關標準的規定 與本規范有關的現行規范 規程主要有 1 建筑地基基礎設計規范 GB50007 2 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 GB50202 3 建筑基坑支護技術規程 JGJ120 4 建筑邊坡工程技術規范 GB50330 5 工程測量規范 GB50026 6 建筑變形測量規程 JGJ T8 7 民用建筑可靠性鑒定標準 GB50292 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 2 術語 2 0 1建筑基坑buildingfoundationpit 為進行建 構 筑物基礎 地下室或地下結構的施工所開挖的地面以下空間 2 0 2基坑周邊環境surroundingsaroundfoundationpit 基坑開挖影響范圍內既有建 構 筑物 道路 地下設施 地下管線 巖土體及地下水體等的統稱 建筑基坑工程監測技術規范 宣貫講座 2 0 3圍護結構retainingstructure 承受基坑開挖卸荷所產生的土壓力 水壓力以及地面荷載并將此壓力傳遞到支撐的擋墻結構 起到保持基坑穩定 控