成都地鐵1號線建筑物安全監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，之前并無相關的監測經驗，結合成都地區的地質和周邊情況，本文旨在對建筑物的施工安全監測方法和安全評判標準進行探討，指導地鐵施工監測工作。

關鍵詞：安全監測；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、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到天府廣場約6公里范圍內，為成都繁華區域，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。特別是北段紅花堰站居民住宅樓和天府廣場北側省經委、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進行實時監測，隨時掌握建筑物的安全狀態，若監測數據異常，立即停工進行處理，防止因施工而導致建筑物安全事故發生。

一、地鐵周邊建筑物安全監測的手段的方法

根據建筑物安全評定的有關規范的要求，評定建筑物安全狀態，從建筑物的局部傾斜和整體傾斜兩方面評定，確定現場監測有以下兩種方法：

1、建筑物基礎沉降監測（局部傾斜）

（1）監測范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監測范圍（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—圍巖內摩擦角

K—安全距離（一般取1/2 B～1 B）

（2）測點埋設

監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，監測精度≤±1mm。

2、建筑物整體傾斜監測

（1）監測范圍：D=B+2×H×tan（45°-φ/2）+K

式中：D—監測范圍（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）監測方法

采用全站儀，監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、建筑物安全狀態評判標準

根據建筑地基基礎設計規范規定，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、監控量測資料的整理與反饋

1、及時根據量測數據繪制三維位移和地表下沉等監測數據的時態曲線及速率曲線。

2、對監測數據進行回歸分析，選擇與實測數據擬合好的函數進行回歸，預測可能出現的最大值。

3.根據量測結果應按以下標準進行圍巖穩定性綜合評判

（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）根據位移時態曲線的形態來判別：

當圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t<0）表示圍巖趨于穩定狀態。

當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0）表示圍巖不穩定，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，必須立即停止掘進，進行加固處理。

4、根據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。

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座建筑物安全監測的工程實踐，特制定下列標準，供成都地鐵施工監測參考。

結束語

通過對以上成都地鐵監測方法和評判標準的探討，指導地鐵監測工作，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測應該放在工作的首位。