8 监测预警

    监测预警值应由基坑工程设计方根据基坑工程的设计计算结果、周边环境中被保护对象的控制要求等确定，如基坑支护结构作为地下主体结构的一部分，地下结构设计要求也应予以考虑，为此本条明确规定了监测预警值应由基坑工程设计方确定。

8.0.2  与结构受力分析相比，基坑变形的计算比较复杂，且计算理论还不够成熟，目前各地区积累起来的工程经验很重要。本条提出了变形控制的一般性原则，在确定变形控制的预警值时应满足这些基本要求。

8.0.3  基坑工程监测预警不但要控制监测项目的累计变化量，还要注意控制其变化速率。基坑工程工作状态一般分为正常、异常和危险三种情况。异常是指监测对象受力或变形呈现出不符合一般规律的状态。危险是指监测对象的受力或变形呈现出低于结构安全储备、可能发生破坏的状态。累计变化量反映的是监测对象即时状态与危险状态的关系，而变化速率反映的是监测对象发展变化的快慢。过大的变化速率往往是突发事故的先兆。例如，对围护墙变形的监测数据进行分析时，应把位移的大小和位移速率结合起来分析，考察其发展趋势，如果累计变化量不大，但发展很快，说明情况异常，基坑的安全正受到严重威胁。因此在确定监测预警值时应同时给出变化速率和累计变化量，当监测数据超过其中之一时，监测人员应及时预警。有关各方应及时分析原因，判断监测对象的工作状态，并采取相应措施。

8.0.4  基坑工程设计方应根据土质特性和周边环境保护要求对支护结构的内力、变形进行必要的计算与分析，并结合当地的工程经验确定合适的监测预警值。确定基坑工程监测项目的监测预警值是一个十分严肃、复杂的课题，建立一个定量化的预警指标体系对于基坑工程的安全监控意义重大。但是由于设计理论的不尽完善以及基坑工程的地质、环境差异性及复杂性，人们的认知能力和经验还十分不足，在确定监测预警值时还需要综合考虑各种影响因素。实际工作中主要依据三方面的数据和资料：

    (1)设计结果。

        基坑工程设计人员对于围护墙、支撑或锚杆的受力和变形、坑内外土层位移、抗渗等均进行过详尽的设计计算或分析，其计算结果可以作为确定监测预警值的依据。

    (2)相关标准的规定值以及有关部门的规定。

        例如，确定基坑工程相邻的民用建筑监测预警值时，可以参照现行国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292。随着基坑工程经验的积累，各地区可以用地方标准或规定的方式提出符合当地实际的基坑监控定量化指标。

    (3)工程经验类比。

        基坑工程的设计与施工中，工程经验起到十分重要的作用，参考已建类似工程项目的受力和变形规律提出并确定本工程的基坑预警值，往往能取得较好的效果。

    表8.0.4是经过大量工程调研及征询各地多年从事基坑工程的研究、设计、勘察、施工、监测工作的专家意见，并结合现行的有关标准提出的预警值。需要强调的是我国地域广阔，地质条件千差万别，基坑工程设计理论和方法也还很不完善，就目前的认知条件还难以准确地提出适用各种地质条件、支护形式的基坑工程监测预警值。但为了推进基坑工程监测工作，在实践中不断总结、积累经验，提出表8.0.4以方便监测工作，该表仅作为无当地经验时监测预警的参考。监测预警值应由基坑工程设计方根据基坑设计安全等级、工程地质条件、设计计算结果并结合当地工程经验等因素确定，不应不加分析地盲目采用该表提供的监测预警参考值。

    表8.0.4位移预警值采用了累计变化量和变化速率两项指标共同控制。位移的累计变化量中又分为绝对值和相对基坑设计深度H控制值，其中相对基坑设计深度H控制值是指位移相对基坑设计深度H的变化量。对较浅的基坑一般总位移量不大，其安全性主要受相对基坑设计深度H控制值的控制，而较深的基坑，往往变形虽未超过相对基坑设计深度H控制值，但其绝对值已超限，因此，本条规定了累计值取绝对值和相对基坑设计深度H控制值之间的较小值。

    土压力和孔隙水压力等的预警值采用了对应于荷载设计值的百分比确定。荷载设计值是具有一定安全保证率的荷载取值（荷载标准值乘以荷载分项系数）。对基坑工程，如监测到的荷载已达到设计值的60％～80％，说明实际荷载已经达到或接近理论计算的荷载标准值，虽然此时不会引起基坑安全问题，但应该预警引起重视。因此，考虑基坑的安全等级，对土压力和孔隙水压力，一级基坑达到荷载设计值的60％～70％，而二、三级基坑达到70％～80％预警是适宜的。

    支撑及围护墙等结构内力预警值则采用了对应于构件承载能力设计值的百分比确定。构件的承载力设计值是由材料强度设计值和几何参数设计值确定的结构构件所能承受最大外加荷载的设计值。为了满足结构规定的安全性，构件的承载力设计值应大于或等于荷载效应的设计值。在基坑工程中，当设计中构件的承载力设计值等于荷载效应的设计值，如监测到构件内力已达到承载能力设计值的60％～80％时，结构仍能满足结构设计的安全性而不至于引起构件破坏，但此时构件的内力已相当于按荷载标准值计算所得的内力，所以，应该及时预警以引起重视。而当设计中构件的承载力较为富裕，其设计值大于荷载效应的设计值，则构件的实际内力一般不会达到其承载力设计值的60％～80％。因此，考虑基坑的安全等级，对支撑内力等构件内力，一级基坑达到承载力设计值的60％～70％，而二、三级基坑达到70％～80％预警是适宜的。

    基坑开挖卸荷将会引起基坑坑底隆起，随之产生的基坑立柱竖向位移如过大将引起结构自身的内力重分布，同时会对周围环境中的被保护对象造成不利影响。天津大学郑刚等系统地搜集整理了天津地铁5、6号线车站的基坑立柱回弹实测数据，并进行了统计分析研究。地下2层的地铁车站深基坑主体结构基底大多位于⑧1粉质黏土层上，为可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土，层位稳定，土质总体上较均匀。车站区域内无软弱土、液化土分布，地基土分布总体上均匀、稳定。地下3层的地铁深基坑车站主体结构基底大多位于⑧2-1层粉土、⑨1层粉质黏土，其中⑧2-1层粉土为密实状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。⑨1层粉质黏土为可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。研究结果表明，立柱回弹最大值约为平均值的1.2倍，顺作法地下2层站基坑（15m～18m深）和3层站基坑（24m～26m深）平均立柱回弹值分别处于5mm～40mm和30mm～55mm范围，且回弹值均不超过基坑深度的0.25％。随着地连墙插入比的增加，立柱回弹相应减小，立柱回弹值随着围护结构变形的增大而增大，可见控制围护结构变形可以有效地减小立柱回弹。逆作法基坑立柱回弹较顺作法显著减小，均值在3mm～10mm范围，仅相当于相同深度顺作法基坑立柱回弹的1/10～1/3，利用模糊统计得出天津地区开挖深度在15m～18m范围的基坑，正常立柱回弹的取值范围为15mm～25mm。

8.0.5  表8.0.5是根据调研结果并参考相关标准及有关地方经验确定的。基坑周边环境中的管线、建筑的预警值表中给出了一个范围，工程中可根据需保护对象建造年代、结构类型和现状、离基坑的距离等确定，建造年代已久、结构较差、离基坑较近的可取下限，而对较新的、结构较好、离基坑较远的可取上限。燃气管线位移预警值宜取小值，即不超过1cm。

8.0.6  周边建筑的安全性与其沉降或变形总量有关，其中基坑开挖造成的沉降仅为其中的一部分。应保证周边建筑原有的沉降或变形与基坑开挖造成的附加沉降或变形叠加后，不能超过允许的最大沉降或变形值，因此，在监测前应收集周边建筑使用阶段监测的原有沉降与变形资料，结合建筑裂缝观测确定周边建筑的预警值。

8.0.7  周边环境中的建筑物、隧道、高边坡、新浇混凝土的爆破振动判据采用保护对象的基础质点峰值振动速度及主振频率，预警值不应大于现行国家标准《爆破安全规程》GB 6722规定的“爆破振动安全允许标准”，对于年久失修、老化严重的建（构）筑物宜结合质量鉴定报告进行综合分析确定。

8.0.8  监测数据达到监测预警值时，监测单位应进行预警，目的是通知有关各方及时分析原因，以便对监测对象的安全状态做出及时、准确的判断，并根据分析判断结论采取相应措施消除或控制安全风险。预测单位在预警前，首先应排除因自身监测工作失误造成的数据异常，以免发生误报。

8.0.9  本条为强制性条文，必须严格执行。危险是指监测对象的受力或变形呈现出低于结构安全储备、可能发生破坏的状态。本条列出的都是在工程实践中总结出的基坑及周边环境危险情况，一旦出现这些情况，将严重威胁基坑以及周边环境中被保护对象的安全，必须立即发出危险报警，通知建设、设计、施工、监理及其他相关单位及时采取措施，保证基坑及周边环境的安全。

    基坑支护结构或周边岩土体的位移值突然明显增大或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等，说明临近或已出现倾覆、整体滑动、抗渗流等稳定性破坏。基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象，说明强度和刚度已不满足承载力要求。周边建筑的结构部分出现危害结构的变形裂缝，周边地面出现较严重的突发裂缝、地下空洞、地面下陷等，说明结构和地面变形已超过允许最大变形。周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等，说明管线受力、变形超过了允许承载力和变形要求，已影响了管线的正常使用，甚至可能引发更严重安全事故。冻土基坑经受冻融循环时，基坑周边土体温度显著上升，发生明显的冻融变形，则极易导致基坑整体失稳。

    由于每个基坑工程的特点、难点不同，设计方还会有针对性地提出其他危险报警情况；各地的工程地质条件不同，对基坑危险状况的分析判断也会积累当地经验，当出现根据当地工程经验判断的危险状态时，也必须进行危险报警。

    工程实践中，由于疏忽大意未能及时报警或报警后未引起各方足够重视，贻误排险或抢险时机，从而造成工程事故的例子很多，我们应吸取这些深刻教训。