《建设工程第三方监测规程》宣贯答疑(北京市规划和自然资源委员会)

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  • 口与相关法律法规、技术标准协调一致,突出地方特点。以国家、北京 市等法律法规和政府规范性文件为基础,协调相关国标、行标和地标 对监测的设计及实施规定,结合了北京市工程地质特点、建设工程设 计特点及行业管理特点。 口首次明确了建设工程第三方监测的范畴,界定了第三方监测的工程类 型,为国内首个建设工程第三监测标准。本规程发布之前,国内尚无 国家、行业和地方层面的专门门标准,本标准填补了该领域空自,井可 为其他各地第三方监测技术要求提供参考。 口系统提出了第三方监测的具体内容和技术要求。本规程首次系统规定 了基坑工程、暗挖工程、边坡工程、桥梁工程及岩土体,以及工程周 边环境对象的监测内容和技术要求。

    2.2 夫 规程特点

    口完善了工程自身风险等级划分标准。在以往标准的基础上,对基坑工 程、暗挖工程、边坡工程的工程自身风险等级,结合结构设计参数、 地质条件等因素,给出了定量化的标准,便于操作。 口给出了空间量化的更为合理的工程监测范围。在总结现有工程影响分 区基础上通过理论分析、模拟计算及实测结果分析接地线标准,给出了基坑工程 暗挖工程、边坡工程影响区域、环境设施的影响空标准。 口填补了以往监测规范空缺的顶管、边坡、桥梁工程等监测内容。本第 三方监测规程根据顶管、边坡、不同类型桥梁结构特点及施工风险特 点,提出了建设工程顶管、边坡、桥梁工程的详细监测内容。

    2.2 夫 规程特点

    口完善了第三方监测技术方法。系统梳理了各类监测方法的测点理设、 计算原理及公式、采集技术要求等;吸纳新的监测方法,如三维激光 扫描、数字摄影测量系统、测量机器人系统等。 口给出科学的监测控制指标体系。在总结以往标准规定、理论计算及实 测数据统计分析的基础上,针对基坑工程、暗挖工程等关键的监测项 目,依据不同地质条件和工程特点,提出了累计量及变化速率控制的 参考值。

    工程影响分区是合理确定第三方监测范围,保证监测工作科学、经 济、合理的技术基础,根据北京地区地质分区、不同施工工法及不 同结构形式开展了“工程影响分区专题研究”。 1在总结现有标准、研究成果的基础上,通过理论分析、数值模拟, 现场实测数据统计分析等综合手段,对北京地区的影响分区进行了 研究,并确定了第三方监测的范围。

    明挖基坑工程影响分区

    明挖基坑外部作业的工程影响分区

    注:h,为明挖外部作业结构底板的埋深

    注:h,为明挖外部作业结构底板的埋深

    (一)基坑工程影响分区

    环境设施与新建城市轨道交通结构的接近关系分级表

    注:H一基坑开挖深度

    (一)基坑工程影响分区

    对不同类型基坑在各类典型地层条件下 进行了施工过程的数值模拟计算分析工 作。 数值模型实例:某基坑采用围护桩、锚 索及钢支撑的方式联合支护。模型尺寸 为250m×250m×50m,模拟开挖基坑尺 寸为80m×50m×10m,划分500000个单 元。 边界条件为限定模型四周的水平位移和 底部各方向位移。围护桩采用Pile单元模 以,锚索采用Cable单元模拟,钢支撑采 用Beam单元模拟,模拟过程共分为7步 完成。

    (一)基坑工程影响分区

    2、数值模拟计算结果 位移特征: 土体竖向位移呈对称分布,基坑周 边土体沉降,最大沉降量为 7.89mm,位于基坑边3.1m处,1.0 倍开挖深度范围以外,竖向位移均 小于1.5mm;基坑底发生隆起,最 大量为5.4mm,主要变形范围位于 基底以下0.5~0.7倍基坑深度范围。

    (一)基坑工程影响分区

    共选取了17个基坑工程案例,实测竖向位移量为0.3mm~7.7mm,将监测点距基坑侧壁的距离 与基坑深度之比(L/H)、监测点理深与基坑深度之比(h/H)及实测的竖向位移监测数据( W)列入下表。

    基坑工程周围土体竖尚位移监测成果表

    图中每个数据点代表1项工程,A区、B区 c区分别表示以横向距基坑边线0.7倍、 1.0倍基坑深度以及竖向距基底以下0.7倍 1.0倍基坑深度为分界点的三个区域 由实际监测数值可以看出A区范围内的位 移量相对较大,B区内的位移量相对较小 c区范围内的位移量最小。

    (一)基坑工程影响分区

    4、本规程确定的划分原则

    注:1H为基坑设计深度; 2当基坑所处地层较复杂时,各影响区范围宜适当扩大。

    (二)暗挖工程影响分区

    (1)《城市轨道交通工程监测技术规范》

    将矿山法、盾构法工程影响区分为主要影响区、次要影响区和可能影响区,主要考 虑了暗挖工程对上方、侧方土体的影响,按照与隧道边缘距离的不同进行划分,划 分标准依据隧道跨度或洞径。 以工程自身为出发点评价工程安全及对地层及环境设施的影响;对隧道下方的扰动 影响未细分。

    浅埋矿山法和盾构法工程影响区戈

    注:i一隧道地表沉降曲线Peck计算公式中的沉降槽宽度系数(m)

    浅埋矿山法和盾构法工程影响区划分

    (二)暗挖工程影响分区

    将浅埋矿山法和盾构法工程影响区分为强烈影响区、显著影响区和一般影响区,考虑 了暗挖工程对上方、侧方和下方土体的扰动,划分标准主要依据隧道跨度和影响部位 距隧道上、侧、下方边界距离。 特点是以环境设施为出发点评价外部作业影响,考虑了空间范围;一般影响区划分范 围较为局限。

    浅埋矿山法和盾构法工程影响区划分

    注:h为矿山法和盾构法外部作业隧道底板的理深

    (二)暗挖工程影响分区

    将暗挖工程影响区分为接近、较接近、一般,主要考虑了暗挖工程对周边土体的影 响,按照与暗挖结构距离的不同进行划分。 考虑环境设施和隧道的空间关系,细分了接近关系;较接近给出的范围较其他标准 小。

    环境设施与新建城市轨道交通结构的接近关系分级表

    B一矿山法隧道毛洞设计宽度,D一盾构法隧道设计外径

    (二)暗挖工程影响分区

    对不同类型暗挖隧道在各类典型地层 条件下的施工过程进行了数值分析。

    数值模型实例:建立了 102m×50m×20m的数值模型,5倍 洞径外基本可不考虑边界效应,隧道 覆土15.3m,底板埋深21.3m,隧道 掘进直径6.4m,管片厚度0.3m,掘 进速度2m/3h,模型共划分66940个 单元。模型网格尺寸为0.5m。分为6 个分析步:建立模型、初始地应力平 衡、右线隧道开挖、施作管片、左线 隧道开挖、施作管片。

    (二)暗挖工程影响分区

    ■应力特征: 竖向应力分布左右基本对称,隧道 侧墙、拱肩及拱脚位置应力较为集 中。隧道两侧的士压力小于拱顶底 竖向压力,且在拱顶存在较高的应 力集中。 ■位移特征: 地面沉降最大点位于隧道正上方, 沉降值为18mm;距隧道边0.3~0.5 倍埋深范围内的地表沉降值介于 8mm~14mm之间;距离隧道边 0.5~0.7倍理深范围内的地表沉降值 介于3mm~8mm之间;距离隧道边 0.7倍埋深范围以外的地表沉降均 小于3mm。遂底土体隆起范围超 过1倍埋深。

    (二)暗挖工程影响分区

    选择了8个与地铁结构相对位置关系不同的暗挖工程案例,将监测点距隧 道中心的水平距离与隧道埋深之比(L/H)、监测点理深与隧道埋深之比 (h/H)和监测点实测的竖向位移监测数据(W)列入下表中。

    隧道工程周围土体竖向位移监测成果表

    (二)暗挖工程影响分区 3、实测数据统计结果

    图中每个数据点代表1个典型工程: 实测竖向位移量为0.8mm~1.2mm之间 。图中A区、B区、c区分别表示监测 点以横向距隧道中心为0.7倍、1.0倍 隧道理深以及竖同距离隧道基底以下 0.7倍、1.0倍隧道理埋深为分界点的三 个区域。

    (二)暗挖工程影响分区

    4、本规程确定的划分原则

    暗挖工程影响分区宜根据隧道结构的底板理深、地质条件和工程经验等划 分。隧道工程土体变形区域主要分布于隧道结构上方及边线两侧及下方0.7 倍隧道底板埋深范围区域

    (三)建筑边坡工程影响分区

    1对典型边坡在各类典型地层条件下的 施工过程进行了数值模拟(以土质边 坡为主)。

    数值模型实例:根据某工程实例建立 边坡模型,边坡高H=12.0m,坡脚 β=71°,将地层分为五层土,粉土填 土,粉土,粘土,粉质黏土,粉质黏 土。土体参数取土体容重为 V=16kN/m3,粘聚力c=1kPa,摩擦角 Φ=30°。 模型建立长度36m,宽度15m,高度 25m,土体采用摩尔库伦本构模型 模型共划分247033个单元。边界条件 为法向约束,顶部自由。

    (三)建筑边坡工程影响分区

    (三)建筑边坡工程影响分区

    (三)建筑边坡工程影响分区

    2、本规程确定的划分原则

    建筑边坡工程影响分区宜根据边坡高度、坡角、地质条件和工程经验等划 分,亦可按下表确定。

    3.2工程自身风险等级

    (一)基坑工程自身风险等级

    依据基坑破环后果严重程度,将支护结构划分为三个安全等级。 对结构安全等级未给出定量化标准,其主要考虑了基坑深度、周边建筑物距 离及理深、结构及其基础形式、土的性等因素随破环后果的影响程度。

    3.2工程自身风险等级

    (一)基坑工程自身风险等级

    建筑基坑工程监测技术规范》GB50497中基坑类别的划分是按照国家现行 准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202以基坑开挖深度7m、 10m为分界点作为基坑安全等级划分标准。

    3.2工程自身风险等级

    (一)基坑工程自身风险等级

    提出基坑工程自身风险等级根据支护结构变形或破坏、岩土体失稳等的可能性 和后果的严重程度,采用风险评估的方法确定。也可根据基坑设计深度划分。 给出的数值考虑了城市轨道交通结构设计安全系数较大的特点,给出的数值较 房建及其他市政工程基坑偏大。

    3.2工程自身风险等级

    4)本规程的规定 综合考虑了各类建设工程基坑的特点、实际建设环境和当地的地层条件,并 听取了相关专家的意见,确定了基坑工程自身风险等级划分标准。

    基坑工程自身的安全等级

    3.2工程自身风险等级

    (二)暗挖工程自身风险等级

    提出隧道工程自身风险等级根据支护结构变形或破坏、岩土体失稳等的 可能性和后果的严重程度,采用风险评估的方法确定。也可根据隧道尺 寸等划分

    3.2工程自身风险等级

    钢结构设计图纸(二)暗挖工程自身风险等级

    暗挖工程自身风险等级应根据暗挖隧道的断面大小和埋深及相对位置关系等 条件确定。 暗挖工程自身的安全等级

    注: 1超大断面隧道是指断面尺寸大于100m的隧道;大断面隧道是指断面尺寸在50m至100m的隧道;一般断面隧道是指断面尺寸在50m以内的隧道; 2近距离隧道是指两隧道间净距在1.0倍开挖宽度(或直径)范围以内; 3隧道深埋、浅埋和超浅埋的划分根据施工工法、围岩等级、隧道覆土厚度与开挖宽度(或直径),结合工程经验综合确定; 4对于暗挖结构复杂、受力体系转换多、坡度大的隧道,风险等级应适当调高。

    3.2工程自身风险等级

    (三)边坡工程自身风险等级

    边坡工程风险等级是按照边坡破坏后果(危及人的生命、造成经济损失、 产生社会不良影响)的严重性和边坡类型、地质条件、坡高等综合因素划 分。

    工字钢标准边坡工程自身风险等级

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