建筑基坑工程监测技术规范讲座

《建筑基坑工程监测技术》讲座刘俊岩济南大学土木建筑学院电话：13853108591电子邮箱：liujunyan@vip.sina.com副教授、高级工程师国家《建筑基坑工程监测技术规范》主编济南大学环境岩土工程研究所所长《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座第一部分规范编制背景《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.规范出台的背景1.1城市建设发展迅速，深基坑工程日益增多1.2设计理论不完善，施工经验明显不足1.3重大安全事故及隐患增多，政府高度重视1.4社会纠纷不断，影响生活和生产1.5技术标准空白，监测行为不规范《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.1城市建设发展迅速，深基坑工程日益增多住宅、商业、服务、文化、教育、办公医疗和体育用房以及地下管沟、人防、地铁、隧道等等《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座深基坑工程日益增多《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.2设计理论不完善，施工经验明显不足（1）地层性质存在着相当的变异性和离散性，地质勘察所获得的数据还很难准确代表土层的全面总体情况。（2）对基坑支护结构进行设计和变形预估时，对土层和支护结构本身所作的本构模型、计算假定，以及参数选用等，与实际状况相比存在着一定的近似性和相对误差。（3）基坑开挖和施筑过程中，随着土层开挖标高变化和支撑体系的设置与拆除，支护结构的受力处于经常性的动态变化状况，诸如地面荷载突变、超深超长开挖等偶然随机因素的发生，使得结构荷载作用时间和影响范围难以预料。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.3重大安全事故及隐患增多，政府高度重视中国第一部规范建设工程安全生产的行政法规《建设工程安全生产管理条例》已由国务院发布，自二OO四年二月一日起实施。2003年一至十月份，全国建设行业发生伤亡事故二千零九十二起，死亡两千二百一十三人，事故起数和死亡人数分别上升了百分之二十四以上，在非矿山企业中居第一位。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座第二十六条施工单位应当在施工组织设计中编制安全技术措施和施工现场临时用电方案，对下列达到一定规模的危险性较大的分部分项工程编制专项施工方案，并附具安全验算结果，经施工单位技术负责人、总监理工程师签字后实施，由专职安全生产管理人员进行现场监督：　　（一）基坑支护与降水工程；　　（二）土方开挖工程；　　（三）模板工程；　　（四）起重吊装工程；　　（五）脚手架工程；　　（六）拆除、爆破工程；　　（七）国务院建设行政主管部门或者其他有关部门规定的其他危险性较大的工程。　　对前款所列工程中涉及深基坑、地下暗挖工程、高大模板工程的专项施工方案，施工单位还应当组织专家进行论证、审查。　　本条第一款规定的达到一定规模的危险性较大工程的标准，由国务院建设行政主管部门会同国务院其他有关部门制定。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2005.7.21广州海珠城广场基坑坍塌案例1《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座基坑塌陷直接导致工地附近的海员宾馆北侧坍塌，并引发火灾；三幢居民楼倾斜、墙体开裂；事故导致5人被埋，其中两人死亡。邻近坍塌现场的地铁二号线区段被迫停开近24小时。周边地区的供水、供电、供气、路面交通停止。受到坍塌工地威胁的199户、572人撤离。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座这次事故受影响的3幢住宅楼199户572人，分别安置在4家酒店，每人每天将得到200元安置补贴和30元伙食补助。4名责任人被刑事拘留。广州市政府：7月22日要求立刻在全市范围内开展建设安全生产大检查，特别是深基坑安全生产专项大检查。所有基坑施工项目一律先停工检查，办妥《施工许可证》并检查合格后方可复工，施工期超过一年的基坑一律先回填除险。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座导致基坑滑塌有五大初步原因：1.基坑原设计深度只有16.2米，而实际开挖深度为20.3米，超深4.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更，但对已施工的支护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患；2.从地质勘察资料反映和实际开挖揭露，南边地层向坑里倾斜，并存在软弱透水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动；3.基坑施工时间长达两年9个月，基坑暴露时间大大超过临时支护为一年的时间，导致开挖地层的软化渗透水和已施工构件的锈蚀和锚索预应力损失，强度降低，甚至失效；4.近段时间在南边坑顶因施工地下室而造成东段严重超载达140吨，成为了基坑滑坡的导火线；5.从施工纪要和现场监测结果，在基坑滑坡前已有明显预兆，但没有引起应有的重视，更没有采用针对性的处理措施，也是导致事故原因之一。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2004.4.1上午建设中的广州地铁三号线沥滘站地下连续墙围护结构突然塌方1.临近珠江，地质条件复杂；2.土层自稳能力极差；3.地下水丰富；4.近期连降暴雨，砂层含水量加大，加重了连续墙背后的土压，案例2《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座据一名施工负责人介绍，事发时间在上午8时10分左右，值班施工员在对讲机中有隧道墙体脱落现象。他立即带人察看险情，正打算进入工地的时候，巨大的水泥断裂声就突如其来，轰轰地砸下，打横支撑隧道墙的钢管随即纷纷坠落，形成更大的轰鸣声。　　据一名目击者介绍，当时他正在值班，开始听到的塌方声并不很大，但稍后水泥墙崩裂声沉闷而且还伴随有猛烈的震感。他说，塌方时间不很长，瞬间就将停在隧道里面的两辆中型挖掘机吞没，地面上的几部钻机及一些施工机械也随塌方落下，被深埋在土中。　　中午12点，在离地铁3号线沥滘工地只有30米的一栋楼房突然严重倾斜。楼房旁边地基全部塌方，形成一个1000多平方米的大坑，楼房并没有全部倒塌变成一堆瓦砾，而是向南面倾斜得厉害与地平面形成一个60度的夹角。　　“我看见整栋楼慢慢往下沉，就像是地上有个洞，房屋掉进里面一样，随后听见一声闷响……”提起房屋下沉倾斜时，住在里面的建筑工仍心有余悸。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座坍塌发生后，大量泥土和支护钢架坠落地坑，塌陷部位占整个车站开挖面积的十分之一。在前一周检查工地开挖情况时，已发现该地存在安全隐患，有关部门下达了停工令。由于事发前一天已停工，基坑内工作面无人作业，塌陷区域的居民也提前撤离，因此，此次事故没有造成人员伤亡。事故发生后，处于塌方周围３０米范围危险区域内的２２户居民全部疏散。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座案例3上海浦东服饰大厦《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座案例4上海地铁二号线《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座案例5某大厦位于上海金桥出口加工区的第18号地块，分为主楼和裙楼两部分，主楼28层，高99.50m，框架剪力墙结构，箱基加桩基，工程桩断面450*450mm，长为29.5m，某基础公司负责打桩。基坑局部损坏情况：见图示《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座搅拌桩挡墙厚4.2m裙房开挖深度5.3m主楼开挖深度8.5m搅拌桩止水帷幕灌注桩挡墙直径800砼支撑一道搅拌桩墙厚2.7m倒塌断裂《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座案例6《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座某马路路面沉陷《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座回填筑堤《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座案例72003年4月24日上午，北京东城区十字坡西里万亨大厦基坑东边坡混凝土面层出现水平裂缝，缝内砂土向外大量流出，随即瞬间坍塌。致使3号居民楼西北角基础露出，基础局部悬空约2m。楼内居民迅速撤离，严重影响了十字坡西里两栋楼居民的正常生活，在“非典”时期造成了一定的社会影响，直接经济损失达606.5万元。经调查认定，该起事故为重大生产安全责任事故。2003年北京市生产安全责任事故查处情况通报《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座事故的直接原因是基坑边坡阳角切除未严格按照设计方案实施，支护措施未发挥预期作用，开挖速度过快。事故的主要原因是设计方案存在严重缺陷，设计对施工的关键工艺控制未提出要求。事故的重要原因是监理单位在监理工作环节上，未按有关规范、规程要求加以控制。2003年北京市生产安全责任事故查处情况通报根据《中华人民共和国安全生产法》的有关规定，现已对有关责任人员做出了如下处理: 姓名 职务 责任 处罚 备注 郭斌 项目部经理 直接责任 追究其刑事责任 未能正确指导施工生产 于劲波 项目技术负责人 直接技术责任 追究其刑事责任 设计和施工方案的主要编制者 李宝华 总监 直接技术责任 追究其刑事责任 在审定设计和施工方案中未提出完善设计和施工图纸的要求 赵毅 分公司主管生产负责人 直接领导责任 给予撤销党支部副书记、副经理职务的处分 未能全面掌握施工过程中的安全生产情况，及时消除事故隐患和不安全因素 刘戌辰 分公司党总支书记、经理 直接领导责任 党内严重警告处分 直属公司安全生产的第一责任者，未认真履行职责、加强现场安全管理和有效的监督检查 汪一帆 公司总工程师 重要的技术管理责任 党内严重警告处分 该设计和施工方案的审定负责人 王国兴 公司副经理 重要领导责任 党内严重警告处分 领导班子成员 梁洪启 总公司副总经理 事故负有领导责任 党内警告处分 总公司分管生产工作 黄尊显 总公司党委书记、总经理 领导责任 行政警告处分 中国冶金地质勘查总局一局副局长兼中冶地勘岩土工程总公司党委书记、总经理 任春雷、何建勇、马荣 监理公司总经理、副总经理、总工程师 领导责任和直接领导责任， 分别给予行政警告和行政记过处分 北京国建工程监理公司《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.4社会纠纷不断，影响生活和生产济南市北部某著名小区施工期间，群井深井降水，造成附近已建居民楼房的裂缝，居民静坐抗议，停工一个多月，电视报刊争相报道。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座附近建筑物开裂《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座附近路面开裂《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.5技术标准空白，监测行为不规范目前国内尚无基坑工程监测的现行规范，某些规范有所涉及：（1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202（2）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120（3）《建筑变形测量规程》JGJ/T8基坑监测监测还是不监测？如何监测？随意性大！《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2编制过程2002.10建设厅批准立项2002.10~12调研准备阶段2003.5~2004.3试验验证阶段2004.4形成初稿，征求意见2004.5~6修改，形成送审稿2004.6.28省建设厅召开专家审查会通过2004.7.2建设厅颁布2004.8.2全省实施《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座该规范是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的要求，结合我省的实际，通过广泛的调研、多方面的验证性试验和主题研究，收集了大量的国内外相关技术资料，吸收了最新科研成果，认真听取了有关单位和专家的意见，经多次修改后编制完成。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座3现实意义3.1对于确保基坑及周围环境安全有着重要的实践指导意义3.2为确保基坑工程监测质量提供了可操作性的技术依据3.3填补了国内空白《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座本规范内容章节1总则2术语3基本规定4监测项目5测点布置6监测方法及精度要求7监测频度8监控报警9数据处理与信息反馈《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座该规范从总体上看，体例适宜，内容全面系统，规范所确定的监测项目科学合理，监测频度、监控报警值依据充分，质量控制措施正确，适合工程需要，符合我省实际，为确保基坑工程监测质量提供了可操作性强的技术依据，具有重要的实践指导意义，规范填补了国内空白，技术水平达到国内领先水平。——————摘自规范审查会意见《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座第二部分条文解释《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座基坑工程的特点 与自然地质条件密切相关 与环境密切相关 与地下室的施工密切相关 技术综合性强《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1总则 1.0.1为规范建筑基坑工程监测工作，保证监测质量，从而优化设计、指导施工，确保基坑稳定和保护周边环境，做到安全适用、技术先进、经济合理，特制定本规范。造成设计预估值与实际工作状态差异的主要原因是：（1）地层性质存在着相当的变异性和离散性，地质勘察所获得的数据还很难准确代表土层的全面总体情况。（2）对基坑支护结构进行设计和变形预估时，对土层和支护结构本身所作的本构模型、计算假定，以及参数选用等，与实际状况相比存在着一定的近似性和相对误差。（3）基坑开挖和施筑过程中，随着土层开挖标高变化和支撑体系的设置与拆除，支护结构的受力处于经常性的动态变化状况，诸如地面荷载突变、超深超长开挖等偶然随机因素的发生，使得结构荷载作用时间和影响范围难以预料。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座开展基坑工程现场监测的目的主要为：（1）为施工开展提供及时地反馈信息。（2）为基坑周围环境进行及时、有效的保护提供依据。（3）将监测结果反馈设计，为优化设计提供依据。（4）监测工作还是发展设计理论的重要手段。基坑工程监测方案应做到安全性、技术性和经济性的统一。监测方案应以保证基坑及周围环境安全为前提，以监测技术的先进性为保障，同时也要考虑监测方案的经济性。在保证监测质量的前提下，降低监测成本，达到技术先进性与经济合理性的统一。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.0.2本规范适用于有地下室或地下结构的建（构）筑物基坑及周边环境（邻近建筑物、构筑物、地铁、隧道、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体）的监测。本条是对本规范适用范围的界定。基坑支护结构以及周围环境的变形和稳定与基坑的开挖深度有关，相同条件下基坑开挖深度越深，支护结构变形以及对周围环境的影响越大。建筑基坑工程监测对象主要包括两部分：一是基坑及其支护结构，即围护结构（挡墙）、支撑、围檩及冠梁、立柱、坑内土体和地下水体等；二是周围环境，即邻近建筑物、构筑物、地铁、隧道、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座桩前被动区软弱土加固止水帷幕冠梁围护结构横撑立柱《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座周围环境建筑物道路及地面地下水地下管线《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.0.3建筑基坑工程监测应综合考虑基坑工程设计与施工方案、建设基地的工程地质和水文地质条件、邻近建（构）筑物及地下设施、地下管线等的现状及使用状态、施工工期和作业条件等因素的影响，制定合理的监测方案，精心组织和实施监测。影响基坑工程监测的因素很多，主要有：（1）基坑工程设计与施工方案；（2）建设基地的工程地质和水文地质条件；（3）邻近建（构）筑物、地下设施、地下管线等的现状及使用状态；（4）施工工期；（5）作业条件。建筑基坑工程监测要求综合考虑以上因素的影响，制定合理的监测方案，方案经审批后，监测单位组织和实施监测。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座1.0.4建筑基坑工程监测工作除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。与本规范有关的现行规范、规程主要有：（1）《建筑地基基础设计规范》GB50007（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202（3）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120（4）《建筑边坡工程技术规范》GB50330（5）《工程测量规范》GB50026（6）《建筑变形测量规程》JGJ/T8（7）《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2.术语2.0.1建筑基坑buildingfoundationpit：为进行建（构）筑物基础、地下室或地下结构的施工所开挖的地面以下空间。2.0.2基坑周边环境surroundingsaroundfoundationpit：基坑开挖影响范围内既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2.0.3围护结构retainingstructure：承受基坑开挖卸荷所产生的土压力、水压力以及地面荷载并将此压力传递到支撑的挡墙结构，起到保持基坑稳定、控制地层位移的作用。2.0.4支撑support：由钢或钢筋混凝土构件组成，用以承受围护结构所传递的土压力、水压力及地面荷载而沿围护结构水平向设置的基坑内支承构件。2.0.5冠梁topbeam：设置在围护结构顶部的钢筋混凝土连梁。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座桩前被动区软弱土加固止水帷幕冠梁围护结构横撑立柱《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座锚杆围檩外拉锚挡墙顶部拉锚土锚杆拉锚《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2.0.6变形deformation：因荷载作用而引起结构外形或尺寸的改变。2.0.10初始值initialvalue：仪器设备埋设安装后的首次测值为初值。仪器设备埋设安装后正常稳定工作前的测值为初始值。2.0.11基准点fiducialpoint：设置在变形影响范围以外、确定固定不动，且作为测定工作基点和变形观测点的参照物的点。2.0.12变形观测点observationpointofdeformation：设置在变形体上，能反映变形特征的测量点。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座2.0.13监控报警值alarmingvalueonmonitoring：对荷载或效应产生的内力及变形所规定的界限值，用以判断监测对象位移或受力状态是否超出允许的范围值、施工是否安全可靠。2.0.14侧向压力lateralpressure：作用于围护墙体与土体界面上的水压力和土压力。2.0.15监测频度frequentnessofmonitoring：本次监测至下一次监测的时间间隔。《建筑基坑工程监测技术规范》宣贯讲座