成都地鐵1號(hào)線建筑物安全監(jiān)測(cè)方法和安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)初探

劉福元

摘要：成都地鐵1號(hào)線為成都首條開工的地鐵線路，之前并無相關(guān)的監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合成都地區(qū)的地質(zhì)和周邊情況，本文旨在對(duì)建筑物的施工安全監(jiān)測(cè)方法和安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討，指導(dǎo)地鐵施工監(jiān)測(cè)工作。

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)測(cè)；安全評(píng)判；建筑物基礎(chǔ)

成都地鐵1號(hào)線北起紅花堰，穿越成都市北郊紅花堰居民區(qū)、成都最大的鐵路客運(yùn)站成都火車北站、成都市南北主干道人民路直至人民南路南沿線，止于成都新區(qū)世紀(jì)城會(huì)展中心，沿成都市南北中軸線通過。特別是北段由五塊石居民區(qū)到天府廣場(chǎng)約6公里范圍內(nèi)，為成都繁華區(qū)域，街道兩側(cè)樓房林立，管線密布，同時(shí)又因該段街道較窄，兩側(cè)大部分建筑均在地鐵施工影響范圍內(nèi)。特別是北段紅花堰站居民住宅樓和天府廣場(chǎng)北側(cè)省經(jīng)委、省煤炭安全局、煤炭賓館等建筑物，盾構(gòu)隧道直接穿越以上建筑物。由于盾構(gòu)掘進(jìn)不可避免的會(huì)造成地面隆起和沉降，將會(huì)對(duì)周邊建筑物造成不同程度的影響。為了確保周邊建筑物和工程安全，除在盾構(gòu)掘進(jìn)上采取必要的措施，盡量減少地面沉降外，同時(shí)也非常有必要對(duì)建筑物的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握建筑物的安全狀態(tài)，若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，立即停工進(jìn)行處理，防止因施工而導(dǎo)致建筑物安全事故發(fā)生。

一、地鐵周邊建筑物安全監(jiān)測(cè)的手段的方法

根據(jù)建筑物安全評(píng)定的有關(guān)規(guī)范的要求，評(píng)定建筑物安全狀態(tài)，從建筑物的局部?jī)A斜和整體傾斜兩方面評(píng)定，確定現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)有以下兩種方法：

1、建筑物基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)（局部?jī)A斜）

（1）監(jiān)測(cè)范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監(jiān)測(cè)范圍（m）

B—盾構(gòu)隧道寬度（m）

H—盾構(gòu)隧道開挖底面距地面高度（m）

φ—圍巖內(nèi)摩擦角

K—安全距離（一般取1/2 B～1 B）

（2）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在建筑物四角、建筑物基礎(chǔ)分界點(diǎn)（基礎(chǔ)沉降縫），同時(shí)滿足建筑物上兩沉降測(cè)點(diǎn)間距不大于30m。盾構(gòu)在通過建筑物時(shí)，除按以上布置測(cè)點(diǎn)外，仍需在盾構(gòu)隧道中心和兩側(cè)邊墻布設(shè)沉降測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)采用不小于φ16 的鋼筋，為“L”型，錨固在建筑物墻底部距地面20～50cm處，錨固長(zhǎng)度不小于10cm，頭部呈球狀。

（3）監(jiān)測(cè)方法

采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法來計(jì)算測(cè)點(diǎn)的下沉值，按國(guó)家三等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求，采用DS05或DSI型水準(zhǔn)儀測(cè)量，監(jiān)測(cè)精度≤±1mm。

2、建筑物整體傾斜監(jiān)測(cè)

（1）監(jiān)測(cè)范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監(jiān)測(cè)范圍（m）

B—盾構(gòu)隧道開挖寬度（m）

H—盾構(gòu)隧道開挖底面距地面高度（m）

φ—圍巖內(nèi)摩擦角

K—安全距離（一般取1/2 B～1 B）

（2）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)

在建筑物四角、建筑物基礎(chǔ)分界點(diǎn)（基礎(chǔ)沉降縫）同時(shí)滿足建筑物上兩測(cè)點(diǎn)間距不大于30m。盾構(gòu)隧道通過建筑物時(shí)，除按以上布置測(cè)點(diǎn)外，仍需在盾構(gòu)隧道中心和兩布設(shè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)采用不小40×40mm的反射膜片，反射膜片粘接在建筑物墻頂部。

（3）監(jiān)測(cè)方法

采用全站儀，監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，從而計(jì)算建筑物的傾斜量。儀器精度≤2+2ppm。

二、建筑物安全狀態(tài)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，建筑物安全有如下評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：

1、建筑物局部?jī)A斜安全標(biāo)準(zhǔn)

建筑物局部?jī)A斜量≤0.002L（mm）。

式中：L 為基礎(chǔ)長(zhǎng)度以mm計(jì)。

2、建筑物整體傾斜安全標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)建筑物高度H<24m 時(shí)，建筑物整體傾斜量≤0.004 H（mm）；

當(dāng)建筑物高度24

當(dāng)建筑物高度60

當(dāng)建筑物高度H>100m 時(shí)，建筑物整體傾斜量≤0.002 H（mm）。

H：建筑物高度以mm計(jì)。

三、監(jiān)控量測(cè)資料的整理與反饋

1、及時(shí)根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制三維位移和地表下沉等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)態(tài)曲線及速率曲線。

2、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，選擇與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合好的函數(shù)進(jìn)行回歸，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值。

3.根據(jù)量測(cè)結(jié)果應(yīng)按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性綜合評(píng)判

（1）實(shí)測(cè)最大值或回歸預(yù)測(cè)最大值不應(yīng)大于允許值或設(shè)計(jì)最大值的，預(yù)警值應(yīng)為允許值或設(shè)計(jì)最大值的2/3。

（2）根據(jù)位移變化速率判別

當(dāng)土體或建筑物沉降速率小于0.2mm/d時(shí)，則認(rèn)為土體或建筑物沉降達(dá)到基本穩(wěn)定；當(dāng)土體或建筑物沉降速率大于1mm/d且小于5mm時(shí)，則認(rèn)為土體或建筑物沉降在急劇增長(zhǎng)應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)；當(dāng)土體或建筑物沉降速率大于5mm時(shí)，應(yīng)報(bào)警，采取相應(yīng)加固措施進(jìn)行處理。

（3）根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來判別：

當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/d2t<0）表示圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)（du2/d2t=0）表示圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)考慮加強(qiáng)措施。

當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)（du2/d2t>0）表示圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，進(jìn)行加固處理。

4、根據(jù)量測(cè)結(jié)果可按下表變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工。

2.裂縫寬度只是受損的一個(gè)方面，不應(yīng)把它看成估算受損害的唯一參數(shù)。

五、建筑物損害程度及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

由于我國(guó)尚未有這方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為了更好的評(píng)價(jià)地鐵工程對(duì)建筑物的影響，結(jié)合有關(guān)規(guī)范，特別結(jié)合以前在成都市順城街地下人防工程沿線9座建筑物安全監(jiān)測(cè)的工程實(shí)踐，特制定下列標(biāo)準(zhǔn)，供成都地鐵施工監(jiān)測(cè)參考。

結(jié)束語

通過對(duì)以上成都地鐵監(jiān)測(cè)方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的探討，指導(dǎo)地鐵監(jiān)測(cè)工作，減少地鐵施工對(duì)周邊建筑物的影響，保障建筑物結(jié)構(gòu)安全。從某種意義來講，地鐵施工對(duì)周邊建筑物的影響比地鐵工程本身安全更需關(guān)注，因?yàn)檫@直接關(guān)系到成都市民的切身利益，因此地鐵把對(duì)周邊建筑物的安全監(jiān)測(cè)應(yīng)該放在工作的首位。