成都地鐵1號線建筑物安全監(jiān)測方法和安全評判標準初探

劉福元

摘要：成都地鐵1號線為成都首條開工的地鐵線路，之前并無相關的監(jiān)測經(jīng)驗，結合成都地區(qū)的地質(zhì)和周邊情況，本文旨在對建筑物的施工安全監(jiān)測方法和安全評判標準進行探討，指導地鐵施工監(jiān)測工作。

關鍵詞：安全監(jiān)測；安全評判；建筑物基礎

成都地鐵1號線北起紅花堰，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)世紀城會展中心，沿成都市南北中軸線通過。特別是北段由五塊石居民區(qū)到天府廣場約6公里范圍內(nèi)，為成都繁華區(qū)域，街道兩側樓房林立，管線密布，同時又因該段街道較窄，兩側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北側省經(jīng)委、省煤炭安全局、煤炭賓館等建筑物，盾構隧道直接穿越以上建筑物。由于盾構掘進不可避免的會造成地面隆起和沉降，將會對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，除在盾構掘進上采取必要的措施，盡量減少地面沉降外，同時也非常有必要對建筑物的安全狀態(tài)進行實時監(jiān)測，隨時掌握建筑物的安全狀態(tài)，若監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，立即停工進行處理，防止因施工而導致建筑物安全事故發(fā)生。

一、地鐵周邊建筑物安全監(jiān)測的手段的方法

根據(jù)建筑物安全評定的有關規(guī)范的要求，評定建筑物安全狀態(tài)，從建筑物的局部傾斜和整體傾斜兩方面評定，確定現(xiàn)場監(jiān)測有以下兩種方法：

1、建筑物基礎沉降監(jiān)測（局部傾斜）

（1）監(jiān)測范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監(jiān)測范圍（m）

B—盾構隧道寬度（m）

H—盾構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）測點埋設

監(jiān)測點應布置在建筑物四角、建筑物基礎分界點（基礎沉降縫），同時滿足建筑物上兩沉降測點間距不大于30m。盾構在通過建筑物時，除按以上布置測點外，仍需在盾構隧道中心和兩側邊墻布設沉降測點。測點采用不小于φ16 的鋼筋，為“L”型，錨固在建筑物墻底部距地面20～50cm處，錨固長度不小于10cm，頭部呈球狀。

（3）監(jiān)測方法

采用水準測量的方法來計算測點的下沉值，按國家三等水準測量精度要求，采用DS05或DSI型水準儀測量，監(jiān)測精度≤±1mm。

2、建筑物整體傾斜監(jiān)測

（1）監(jiān)測范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監(jiān)測范圍（m）

B—盾構隧道開挖寬度（m）

H—盾構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）測點埋設

在建筑物四角、建筑物基礎分界點（基礎沉降縫）同時滿足建筑物上兩測點間距不大于30m。盾構隧道通過建筑物時，除按以上布置測點外，仍需在盾構隧道中心和兩布設測點。測點采用不小40×40mm的反射膜片，反射膜片粘接在建筑物墻頂部。

（3）監(jiān)測方法

采用全站儀，監(jiān)測測點三維坐標的變化，從而計算建筑物的傾斜量。儀器精度≤2+2ppm。

二、建筑物安全狀態(tài)評判標準

根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，建筑物安全有如下評判標準：

1、建筑物局部傾斜安全標準

建筑物局部傾斜量≤0.002L（mm）。

式中：L 為基礎長度以mm計。

2、建筑物整體傾斜安全標準

當建筑物高度H<24m 時，建筑物整體傾斜量≤0.004 H（mm）；

當建筑物高度24

當建筑物高度60

當建筑物高度H>100m 時，建筑物整體傾斜量≤0.002 H（mm）。

H：建筑物高度以mm計。

三、監(jiān)控量測資料的整理與反饋

1、及時根據(jù)量測數(shù)據(jù)繪制三維位移和地表下沉等監(jiān)測數(shù)據(jù)的時態(tài)曲線及速率曲線。

2、對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行回歸分析，選擇與實測數(shù)據(jù)擬合好的函數(shù)進行回歸，預測可能出現(xiàn)的最大值。

3.根據(jù)量測結果應按以下標準進行圍巖穩(wěn)定性綜合評判

（1）實測最大值或回歸預測最大值不應大于允許值或設計最大值的，預警值應為允許值或設計最大值的2/3。

（2）根據(jù)位移變化速率判別

當土體或建筑物沉降速率小于0.2mm/d時，則認為土體或建筑物沉降達到基本穩(wěn)定；當土體或建筑物沉降速率大于1mm/d且小于5mm時，則認為土體或建筑物沉降在急劇增長應加強觀測；當土體或建筑物沉降速率大于5mm時，應報警，采取相應加固措施進行處理。

（3）根據(jù)位移時態(tài)曲線的形態(tài)來判別：

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

當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0）表示圍巖不穩(wěn)定，應考慮加強措施。

當圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t>0）表示圍巖進入危險狀態(tài)，必須立即停止掘進，進行加固處理。

4、根據(jù)量測結果可按下表變形管理等級指導施工。

2.裂縫寬度只是受損的一個方面，不應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險等級

由于我國尚未有這方面的統(tǒng)一標準，為了更好的評價地鐵工程對建筑物的影響，結合有關規(guī)范，特別結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)測的工程實踐，特制定下列標準，供成都地鐵施工監(jiān)測參考。

結束語

通過對以上成都地鐵監(jiān)測方法和評判標準的探討，指導地鐵監(jiān)測工作，減少地鐵施工對周邊建筑物的影響，保障建筑物結構安全。從某種意義來講，地鐵施工對周邊建筑物的影響比地鐵工程本身安全更需關注，因為這直接關系到成都市民的切身利益，因此地鐵把對周邊建筑物的安全監(jiān)測應該放在工作的首位。