一种深基坑变形报警方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基坑变形危险报警方法，尤其涉及地铁深基坑开挖变形监测报警 的方法。
【背景技术】
[0002] 地铁是解决大城市交通拥堵问题的重要交通方式之一。地铁车站的基坑一般具有 长，深特点。如地铁二层车站的基坑开挖深度接近20m，三层车站基坑开挖深度25m。处于 软土地区的深基坑，由于周边建筑较多且较近，控制基坑变形至关重要。目前虽然国内多 个规范，如《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009)、《上海地铁基坑工程施工规程》 (SZ-08-2000)、《南京市建设工程深基坑工程管理办法》及《上海市工程建设规范-基坑工 程施工监测规程》(DG/TJ08-2001-2006)，《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)等 均给出了明确的报警值，一般有累计报警值和速率报警值。设计文件也参考相应规范，给出 了严格的报警值（一般取规范所规定小值），其初衷和目的是为了更好地控制变形量。设计 文件一般也会标明了现场变形超过报警值时，要加强监测，必要时进行注浆加固。例如《深 圳地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG 05-2011)对支护结构水平位移控制值如下规定：
[0003] 表1支护结构最大水平位移允许值（mm)
[0004]
[0005] 注：表中h为基坑深度（mm)
[0006] 湖北省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004)中规定，"基坑监测项目 的监控报警值，如设计有要求时，以设计要求为依据，如设计无具体要求时，可按如下变形 量控制：重要性等级为一级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移（最大值）监控报警值 为30mm;重要性等级为二级的基坑，边坡土体、支护结构水平位移（最大值）监控报警值为 60mm〇 "
[0007] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202-2002)将开挖深度大于15m的 基坑均作为一级基坑，对照表1所示，基坑等级愈高，控制变形愈严，控制值愈小。而实际是 基坑开挖深度愈深，则变形相对愈大，于是形成了一对矛盾。因此在实际工程中基坑变形是 很容易达到规范规定的变形累计报警值。目前存在的突出问题是，当基坑变形达到报警值 后，如何处理？这是一个非常重要的问题。目前的行业规范及设计文件对基坑变形报警的 规定，存在如下问题。
[0008] 报警值所代表的意思不明确。变形报警值有速率报警值和累计报警值两种，当现 场变形值大于报警值时就应该报警，于是这个"报警值"所表达的意思是"变形比较大，达到 报警值"，由于影响基坑变形的因素复杂，纯粹报警反映基坑什么状态不明确。基坑地表变 形、围护结构的深层水平位移的速率报警值2mm/d。软土基坑在开挖过程中首先是坑内卸 荷，必然引起坑内外土压力的不平衡。于是岩土体就有较大的变形增大发展阶段，在这个阶 段中岩土体结构通过变形达到力的重新分布，与基坑安全度关系不大，因此这个阶段中软 土基坑变形是很容易达到的报警值，但不直接表示基坑不安全；这个阶段的变形速率有报 道很大，达到2~5倍，甚至更大，如胡义刚在论文《深基坑工程支护粧水平位移监测报警阈 值研究》报道了基坑变形速率（4~20)mm/d，但并未有明显的事故迹象出现；当基坑附近正 在高压旋喷粧施工，较大的注浆压力也会使围护深层水平位移突然增大；杭州地铁1号线 的湘湖站北2基坑的地表沉降与施工中采取抽取地下水措施相关等。这种意义不明确的报 警方法严重影响了报警工作的权威性与有效性。
[0009] 各测项的报警值与结构物变形破坏现象关联性不一致。基坑围护结构变形值、地 表下沉量达到报警值（如表1中一级基坑的报警值为30mm)时，现场不会有明显的变形破 坏现象。即使地表下陷特征，所造成影响也很小；有压管线，规范的报警值是沉降量（10~ 30)mm，《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009)中5. 3. 7条规定不能用直接点时就 用间接点，间接点就是地表点，那么报警值参考地表点还是管线点的要求？规范没有明确。 另外，建筑物沉降报警值为倾斜率〇. 2%，有资料及现场经验证明一般建筑物的倾斜率接近 0. 2%时，就出现开裂现象，于是就会引起纠纷，造成一定的社会影响。因此建筑物沉降的报 警值已经表明建筑物有破坏迹象，而地表沉降的报警值表明还没有破坏迹象。这个报警的 结果所形成的后果是：一方面许多基坑变形值已经达到规范、设计文件中变形极限值，但由 于现场大部分无明显的破坏迹象，如大于l〇mm的裂缝、错台、陡坎现象，更无从重大事故的 发生，另一方面加固措施的实施也存在一定的工程风险，从而大大消弱了报警的基本作用。 这种现象并非个别基坑，而是具有一定的普遍性。因此目前规范中报警值既不利于变形控 制，也不利于建筑物的保护。
[0010] 报警后设计文件、现有的基坑规范、基坑研究成果中均没有给出具体的，与各测项 变形报警值相关的处理方案，更没有说明加固措施实施后，基坑变形如何在前期变形基础 上叠加或者消除、后续基坑变形报警如何实施的内容。目前工程设计文件中处理措施无非 是加强监测、注浆加固；现场施工单位出于注浆施工的风险性，减少次生灾害的可能性，并 且考虑到现场无明显的灾害特征，因此一般不会采取加固在措施，只要求监测单位加强监 测。加强监测其实不能作为基坑变形的控制措施，因为通过监测已经发现了问题，并且报警 警示了，还需加强监测的意义明显不合理，这是不相信监测结果，无视报警工作，不愿采取 有效措施避免事故发生的管理工作。由此可导致玩忽职守、埋下安全隐患，最后酿成重大事 故的发生。
[0011] 总之，目前基坑变形报警方法存在严重的缺陷。这种带有严重缺陷的报警工作严 重影响了现场工程师对基坑安全性的工程判断；使报警工作形同虚设，导致施工承包单位 对报警司空见惯，设计单位无可奈何，建设单位束手无策，监管单位视而不见。
【发明内容】
[0012] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种深基坑变形报警方 法。
[0013] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种深基坑变形报警方法，包含基 坑变形控制指标体系的建立，基于该指标体系设置报警级别并进行报警；所述指标体系由 基坑的累计变形量、变形速率及变形加速度这三项变形控制关键指标组成，所述累计变形 量和变形速率具有对应的第一报警值、第二报警值和第三报警值，所述变形加速度具有对 应的第四报警值；
[0014] 当累计变形量或者变形速率达到对应的第一报警值时，启动蓝色报警，表示该处 变形累计变形量较大，或者变形速率较大；
[0015] 当累计变形量及变形速率均达到对应的第一报警值时，或累计变形量、变形速率 单项达到对应的第二报警值时，启动黄色报警，表示该处变形累计变形量及变形速率较大， 对基坑安全的威胁；
[0016] 当累计变形量及变形速率均达到了对应的第二报警值时，或者累计变形量、变形 速率单项达到对应的第三报警值时，启动橙色报警，表示该处变形累计变形量及变形速率 很大，对基坑安全产生了严重威胁；
[0017] 在橙色报警基础上，当变形加速度达到对应的第四报警值时，启动红色报警，表示 基坑大范围处于滑动状态，事故已经发生。
[0018] 具体地，所述蓝色报警用于第一提醒，提醒设计者分析原因，确定一下现场变形情 况是否与设计状态一致，如果不一致，需要变更设计，防止以后更为严重的报警出现。
[0019] 具体地，所述黄色报警用于警告工程各方事故即将发生，要求工程各方及时安排 险情出现前补救工作。
[0020] 具体地，所