降低深基坑施工监测报警率

1、2009年度全国工程年度全国工程建设优秀质量管理建设优秀质量管理小组活动成果发布小组活动成果发布会资料会资料 天津地铁水上北路站位于水上公园北道天津地铁水上北路站位于水上公园北道与卫津南路交口西侧，周围有利德集团、三与卫津南路交口西侧，周围有利德集团、三泽国际村、水上公园及天塔等重要建筑，场泽国际村、水上公园及天塔等重要建筑，场地含水层多，地质条件复杂。基坑设计车站地含水层多，地质条件复杂。基坑设计车站主体结构外包长度主体结构外包长度188.5m188.5m，宽度为，宽度为20.5m20.5m24.7m(24.7m(标准段、端头井标准段、端头井) )，开挖深度最深，开挖深度最深18.6m,18

2、.6m,围护结构采用围护结构采用800mm800mm地下连续墙；采用地下连续墙；采用内部钢支撑形式，选用钢支撑为内部钢支撑形式，选用钢支撑为600600钢管撑，钢管撑，支撑水平间距支撑水平间距3m3m，竖直间距，竖直间距4.5m-3.7m4.5m-3.7m。车。车站采用明挖顺筑法施工。站采用明挖顺筑法施工。 1 号 出 入 口风 亭三 泽 国 际 村利 德 集 团三 泽 国 际 村2 号 出 入 口3 号 出 入 口4 号 出 入 口5 号 出 入 口水 上 北 路 站水 上 北 路周 邓 纪 念 馆水 上 公 园水上公园站里程：DK7+420.500里程：DK8+531.550里程：DK8+

3、718.050聂士成殉难纪念碑卫津南路区间吴 家 窑 站北卫 津 河紫 金 山 路平 泉 道平 山 道气 象 台 路区间里 程 ： D K 9 + 6 0 4 . 0 0 0天 塔 由于地下土层的复杂性，在由于地下土层的复杂性，在地铁深基坑开挖过程中存在着很地铁深基坑开挖过程中存在着很多突发事故，这些事故在发生前多突发事故，这些事故在发生前很难肉眼察觉。但是事故发生前很难肉眼察觉。但是事故发生前有一个共性有一个共性“相应监测点发相应监测点发生监测报警生监测报警”并没有妥善治理并没有妥善治理！因此如果我们能够控制监测报警因此如果我们能够控制监测报警率或治理好监测报警区域那么施率或治理好监测报警区

4、域那么施工的安全性也就相应提高。本课工的安全性也就相应提高。本课题就是通过理论与实践的题就是通过理论与实践的结合结合 完善完善 运用运用达到了降低基坑开挖达到了降低基坑开挖过程中监测报警率的目的。过程中监测报警率的目的。一、课题简介二、小组简介成员姓名成员姓名性别性别文化程度文化程度职务职务组内职务组内职务组内分工组内分工1 胡昌玉男本科项目经理组长组织协调2 王会英女本科公司国家级QC诊断师 顾问组织策划3 胡方田男 本科副经理兼总工 副组长组织策划4 王英茹 女 本科标段总工副组长组织策划5 郝利伟男本科施工技术部部长组员组织实施6 张成武男本科专项负责组员组织实施7 贺 诚男本科专项负责

5、组员质量检查8 闫 震 男本科专项负责组员试验管理9 马洪杰男本科专项负责组员测试测量10 蔡元龙男本科专项负责组员资料收集现场型现场型小组类型小组类型3合理化建议合理化建议每月每月4次次活动频数活动频数人均人均50小时小时QC教育教育2009TJQC8132注册号注册号10人人小组人数小组人数2008.102009.4活动时间活动时间2008年年7月月成立时间成立时间天津地铁项目天津地铁项目QC小组小组小组名称小组名称三、选题理由理由一：监测报警数据反映出施工过程中报理由一：监测报警数据反映出施工过程中报警率日益增高，客观的反映了现场施工中的警率日益增高，客观的反映了现场施工中的安全隐患日益

6、增多。安全隐患日益增多。理由二：由于监测报警率的增高，每月监理的理由二：由于监测报警率的增高，每月监理的“整改整改通知单通知单”下发次数增加，相应的停工次数也增多，拖下发次数增加，相应的停工次数也增多，拖延了工期并且浪费了管理费用。延了工期并且浪费了管理费用。理由三：业主对监测报警率高的问题十分关注，针对理由三：业主对监测报警率高的问题十分关注，针对拖延工期和安全性降低的问题对项目部提出了严肃的拖延工期和安全性降低的问题对项目部提出了严肃的批评，直接影响了项目部的形象和在天津地铁领域的批评，直接影响了项目部的形象和在天津地铁领域的滚动发展。滚动发展。理由四：施工技术部十分重视施工过程中的安全性

7、，理由四：施工技术部十分重视施工过程中的安全性，结合众多工程施工的经验和教训，我们发现重大安全结合众多工程施工的经验和教训，我们发现重大安全事故都是发生在监测报警之后，因此降低监测报警率事故都是发生在监测报警之后，因此降低监测报警率也就是降低了工程施工隐患。也就是降低了工程施工隐患。 时间 工程事故发生与监测报警关系2006.7某建筑2层地下室深基坑局部钢支撑轴力报警后，在连雨天发生路面坍塌，电缆外漏，道路单边封闭数天2007.3地铁某站暗挖车站维护墙顶变形报警后若干天，发生坍塌事故，6人被埋2008.11某地铁明挖车站深基坑钢支撑轴力报警，局部发生渗水，钢支撑崩裂，基坑坍塌。*月 份8月9月

8、10月统计天数303020报警天数0.51.62.9报 警 率 1.7%5.3%14.5%1.7%5.3%14.5%降低深基坑施降低深基坑施工监测报警率工监测报警率四、现状调查 调查监测报警率现状目的是为了调查监测报警率现状目的是为了体现监测报警频繁的严重性！其直观的体体现监测报警频繁的严重性！其直观的体现了每月发生报警的天数。现了每月发生报警的天数。 以下是小组成员张成武对以下是小组成员张成武对2008年年8月月2008年年10月施工监测报警情况进月施工监测报警情况进行的统计：行的统计：N=63 进行监测数据分类统计的目的是为进行监测数据分类统计的目的是为调查出造成报警率高的主要监测项目以便

9、于调查出造成报警率高的主要监测项目以便于全力集中治理。全力集中治理。 以下为小组成员张成武对以下为小组成员张成武对2008年年8月到月到2008年年10月期间的超报警值数据进行全月期间的超报警值数据进行全数分类统计：数分类统计：序号监测类别报警频数累计频数累计频率1地面沉降282844%2钢支撑轴力235181%3地连墙位移55689%4建筑物沉降35994%5管线沉降36298%6承压井水位163100% 报警率高影响着施工的安全；报警率报警率高影响着施工的安全；报警率高不符合市重点工程的要求；报警率高影高不符合市重点工程的要求；报警率高影响项目部滚动发展；报警率高制约着地铁响项目部滚动发展

10、；报警率高制约着地铁三号线争夺鲁班奖的步伐！三号线争夺鲁班奖的步伐！项目 名称施工单位主要管理人员工程类型 地质情况相似程度月均报警率月均报警率地铁鞍山道站天津地铁项目部胡昌玉、胡方田、徐福田等深基坑+主体结构天津滨海地质地貌相似5.8% 9.25%现代城天津地铁项目部胡昌玉、胡方田、徐福田等深基坑+地下基础天津滨海地质地貌基本相似5.2%前后广场联系通道天津地铁项目部胡昌玉、胡方田、徐福田等深基坑+附属结构天津滨海地质地貌基本相似14.6%地铁水上公园站天津地铁项目部胡昌玉、胡方田、徐福田等深基坑+主体结构天津滨海地质地貌非常相似11.3%当前项目天津地铁项目部胡昌玉、胡方田、崔贵红、王英茹

11、等深基坑+主体结构天津滨海地质地貌最高15.6% 针对目前施工监测报警率高的情况，为了找到控制报警率的一个合理水准针对目前施工监测报警率高的情况，为了找到控制报警率的一个合理水准（即确定合理目标值）小组成员对项目部在天津的类似工程的监测报警率情况进（即确定合理目标值）小组成员对项目部在天津的类似工程的监测报警率情况进行了统计：行了统计：五、目标设定 根据现场调查情况，结合以往类似工程的相关参数和地质特征，通过根据现场调查情况，结合以往类似工程的相关参数和地质特征，通过QC小小组成员的深入研究制定的活动目标为：组成员的深入研究制定的活动目标为：序号可行性概述1地址地貌非常相似2主要施工管理人员和

12、技术人员基本不变3工程情况类似，基本全部属于深基坑施工或包括深基坑施工环节4月最低监测报警率为5.2%，月平均报警率为9.25%，我们设定的目标7.25%在两者之间结论：我们完全有理由相信能够顺利完成目标！15.6%9.25%7.25%六、原因分析关联图关联图结论结论通过关联图可以看出共有11条末端因素，其中“旱季地下旱季地下水位下降水位下降” 为不可抗拒为不可抗拒因素，因素，不进不进行要因确认。行要因确认。支撑轴力报警率高地面沉降报警率高支撑与托盘接触面不平整支撑定位不准确对监测数据认识不深刻监测误差影响地连墙位移地连墙位移使土体移动不能及时辨别将要报警的支撑人工扶尺容易产生误差没有标尺固定

13、设备没有解决车辆荷载沉降的区域固定参照点设置旱季地下水水位下降地层发生相对压缩人工尺量法容易产生误差没有用水准仪定位托盘位置支撑端头强度低加压后容易变形支撑预加轴力锁定不准级配钢板规格不正规没有针对场地实际情况对监测数据进行研究分析支撑受力不均千斤顶压力不足技术交底不明确监测仪器精度不合格七、要因确认确认方法确认方法确认内容确认内容确认标准确认标准确认人确认人确认时间确认时间 现场检验现场检验报警的支撑中出现该现象的比例报警的支撑中出现该现象的比例大于大于30%为要因为要因张成武、闫震张成武、闫震2008年年11月月现场检验情况：现场检验情况： 钢支撑架设负责人闫震在钢支撑架设负责人闫震在20

14、08年年11月对新开挖面的月对新开挖面的25根出现此情况钢支撑进行检查：根出现此情况钢支撑进行检查：结论结论支撑与托盘接触面不平整为是非要因支撑与托盘接触面不平整为是非要因发现有发现有3根报警。但是这根报警。但是这3根钢支撑存在定位不准和级配钢板不规格情况。根钢支撑存在定位不准和级配钢板不规格情况。3/2530% 质量负责人对级配钢板进行检查，发现级配质量负责人对级配钢板进行检查，发现级配情况如下：情况如下：20mm10mm5mm2mm，地连墙的，地连墙的报警值为报警值为25mm，25mm-(20mm+2mm)=3mm50%为要因为要因张成武张成武马洪杰马洪杰2008年年11月月现场试验情况：

15、现场试验情况：结论结论没有标尺固定设备没有标尺固定设备是要因是要因确认方法确认方法确认内容确认内容确认标准确认标准确认人确认人确认时间确认时间 现场测验现场测验车辆荷载照成车辆荷载照成的沉降量偏差的沉降量偏差差值大于差值大于5mm的频数占总数的频数占总数的的30%以上为要因以上为要因张成武张成武贺贺 诚诚2008年年11月月现场测验情况：现场测验情况：结论结论没有解决车辆荷载沉降的区域固定参照点设置没有解决车辆荷载沉降的区域固定参照点设置是要因是要因 小组成员在半小时内，采用同一地点、同一测量人不同扶尺人进行小组成员在半小时内，采用同一地点、同一测量人不同扶尺人进行地面沉降测量，实验地面沉降测

16、量，实验20次，发现当我们假设数据平均值为标准值时，超次，发现当我们假设数据平均值为标准值时，超过允许误差（过允许误差（0.5mm）次数为）次数为18次！数目惊人！次！数目惊人！18/2050% 小组成员对深基坑南、北（北面临近公路）小组成员对深基坑南、北（北面临近公路）对称位置进行沉降监测，比较沉降数值差，一对称位置进行沉降监测，比较沉降数值差，一组统计数据如右表：组统计数据如右表：可见可见差值大于差值大于5mm的频数所占比例为的频数所占比例为100%!位置编号南北差值113.01mm35.11mm22.10mm28.07mm27.29mm19.22mm310.22mm30.82mm20.6

17、0mm46.31mm22.35mm16.04mm确认方法确认方法确认内容确认内容确认标准确认标准确认人确认人确认时间确认时间调查分析调查分析对报警的预测对报警的预测情况和认识程度情况和认识程度技术部人员技术部人员熟悉监测数据熟悉监测数据的意义，能够预测险情的意义，能够预测险情胡昌玉胡昌玉王会英王会英2008年年11月月调查分析结果：调查分析结果：结论结论没有针对场地实际情况对监测数据进行研究分析没有针对场地实际情况对监测数据进行研究分析是要因是要因 通过调查表统计发现技术部人员对场地的通过调查表统计发现技术部人员对场地的地址特性不明确，缺乏对监测数据的具体研究。地址特性不明确，缺乏对监测数据的

18、具体研究。新技术人员预警正确率基本为新技术人员预警正确率基本为0%。这也是大。这也是大多施工单位的弊端。多施工单位的弊端。技术人员编号预测险情次数技术人员编号预测险情次数1550216030704080确认方法确认方法确认内容确认内容确认标准确认标准确认人确认人确认时间确认时间现场验证现场验证在轴力达到报警值时在轴力达到报警值时支撑端头被破坏程度支撑端头被破坏程度出现折痕，扭曲变形出现折痕，扭曲变形为要为要因因张成武张成武贺贺 诚诚2008年年11月月现场验证结果：现场验证结果：结论结论支撑端头强度低加压后容易变形支撑端头强度低加压后容易变形是要因是要因 通过现场验证发现在支撑轴力达到通过现场

19、验证发现在支撑轴力达到报警值之前就有部分钢支撑端头报警值之前就有部分钢支撑端头出现扭出现扭曲变形曲变形！确认方法确认方法确认内容确认内容确认标准确认标准确认人确认人确认时间确认时间调查分析调查分析监测仪器设备检验情况监测仪器设备检验情况按期检验证件齐全按期检验证件齐全为合格为合格张成武张成武贺贺 诚诚2008年年11月月调查分析结果：调查分析结果：结论结论监测仪器精度不合格是非要因监测仪器精度不合格是非要因 我小组成员蔡元龙对检测设备定我小组成员蔡元龙对检测设备定期检验情况进行了核实，发现期检验情况进行了核实，发现所有检所有检测设备、仪表都定期检验并且合格。测设备、仪表都定期检验并且合格。序号

20、序号要要 因因 内内 容容1没有针对场地实际情况对监测数据进行研究分析没有针对场地实际情况对监测数据进行研究分析2没有用水准仪定位没有用水准仪定位3千斤顶压力不足千斤顶压力不足4没有解决车辆荷载沉降的区域固定参照点设置没有解决车辆荷载沉降的区域固定参照点设置5没有标尺固定设备没有标尺固定设备6支撑端头强度低加压后容易变形支撑端头强度低加压后容易变形八、制定对策序序号号要因要因对策对策目标目标措施措施地点地点人员人员时间时间1没有针对没有针对场地情况场地情况对监测数对监测数据进行研据进行研究分析究分析研发完研发完善适合善适合工地的工地的监测指监测指导理论导理论得出确切的得出确切的指导理论，指导理

21、论，能够预知报能够预知报警的发生警的发生1.整理轴力相关监测报表整理轴力相关监测报表2.结合施工日志分析每根支结合施工日志分析每根支撑轴力报警前的变化。撑轴力报警前的变化。3.明确影响报警率的因素。明确影响报警率的因素。施工现施工现场、场、项目部项目部会议室会议室胡方田胡方田张成武张成武闫闫 震震2008年年11月月2没有用水没有用水准仪定位准仪定位用水准用水准仪对钢仪对钢支撑准支撑准确定位确定位定位准确，定位准确，85%以上托以上托盘水平误差盘水平误差小于小于10mm1.通过图纸，找好定位点。通过图纸，找好定位点。2.以定位点为中心，画出定以定位点为中心，画出定位矩形框。位矩形框。3.按照定

22、位矩形框，定做支按照定位矩形框，定做支撑托盘。撑托盘。施工现施工现场场王英茹王英茹马洪杰马洪杰2008年年11月月3千斤顶千斤顶压力不足压力不足维修或维修或更换千更换千斤顶斤顶支撑预加轴支撑预加轴力不小于设力不小于设计值并且不计值并且不大于设计值大于设计值20%1.维修或购买千斤顶维修或购买千斤顶2.调试千斤顶调试千斤顶3.按规范加压按规范加压4.检验预加应力检验预加应力施工现施工现场场胡昌玉胡昌玉王会英王会英王英茹王英茹2008年年11月月序序号号要因要因对策对策目标目标措施措施地点地点人员人员时间时间4没有解决没有解决车辆荷载车辆荷载沉降的区沉降的区域固定参域固定参照点设置照点设置设置区设

23、置区域固定域固定参照点参照点误差控制在误差控制在5mm以内以内（看车流量（看车流量大小不同时，大小不同时，沉降的不同沉降的不同变化）变化）1.选择放镜点选择放镜点2.检验镜点和观测点的每日检验镜点和观测点的每日落差。落差。施工现场施工现场外道路沿外道路沿线线贺贺 诚诚蔡元龙蔡元龙2008年年11月月5没有标尺没有标尺固定设备固定设备购置标购置标尺固定尺固定设备设备实验误差频实验误差频率小于率小于10%（因为不可（因为不可排除风和振排除风和振动影响）动影响）1.购买设备购买设备2.实验检验实验检验施工场地施工场地王英茹王英茹郝利伟郝利伟2008年年11月月6支撑端头支撑端头强度低加强度低加压后容

24、易压后容易变形变形增大钢增大钢支撑端支撑端头强度头强度在支撑轴力在支撑轴力达到报警值达到报警值时不发生扭时不发生扭曲变形曲变形1.端头内部设置钢骨架端头内部设置钢骨架2.增加端头板钢板厚度增加端头板钢板厚度3.增大轴力检查效果增大轴力检查效果施工现场施工现场贺贺 诚诚蔡元龙蔡元龙2008年年11月月监测资料监测资料+施工日志施工日志分析研究初步结论初步结论实际施工情况对照改进总结普遍性理论理论指导指导预防治预防治理方案理方案九、对策实施 我们小组成员以及相应技术人员通过研究讨论，并认真结合了部分工人同志我们小组成员以及相应技术人员通过研究讨论，并认真结合了部分工人同志们的建议，利用科学的统计方

25、法得出若干规律并用以指导施工。们的建议，利用科学的统计方法得出若干规律并用以指导施工。 施工效果施工效果： 通过通过对监测日报支撑轴对监测日报支撑轴力的变化情况，和力的变化情况，和地连墙的位移情况地连墙的位移情况成功的预测了成功的预测了5 5次轴次轴力报警和力报警和3 3次沉降报次沉降报警，并及时对警，并及时对4 4次轴次轴力预报警支撑位置力预报警支撑位置进行了加撑处理。进行了加撑处理。对对1 1处预沉降位置进处预沉降位置进行了注浆处理。行了注浆处理。 研发成果研发成果： 通过小组成员以及通过小组成员以及相应技术人员的通力合作，最终制相应技术人员的通力合作，最终制定出了针对基坑开挖过程中的若干

26、定出了针对基坑开挖过程中的若干实用理论并编写成册：实用理论并编写成册：基坑平面图水平校核轴向校核中心点托盘位置观测点编号12345678910偏差mm35763166928编号11121314151617181920偏差mm6985339866不合格率5%合格数目19不合格数目1总数目20不合格率5%层数显示值实测值设计值效果1260KN220KN260KN偏小2320KN290KN320KN偏小3320KN300KN320KN偏小4320KN310KN320KN偏小层数显示值实测值设计值效果1300KN268KN260KN合格2350KN330KN320KN合格3330KN320KN320K

27、N合格4330KN323KN320KN合格A PC DA PC D 为了避免车辆荷载对监测数据的干扰，我们通过在测点同为了避免车辆荷载对监测数据的干扰，我们通过在测点同一公路轴线方向上选取一与基坑开挖无影响的参照点（狗不理一公路轴线方向上选取一与基坑开挖无影响的参照点（狗不理前街道边）达到提取车辆荷载造成地面沉降数据的目的。如下前街道边）达到提取车辆荷载造成地面沉降数据的目的。如下图：图： 原有仪器架设点距离监测点有原有仪器架设点距离监测点有15米距离，设置在受车辆影响比较小的位米距离，设置在受车辆影响比较小的位置，而监测点处于道路一边，容易因为车辆荷载产生沉降！这样检测到的沉置，而监测点处于

28、道路一边，容易因为车辆荷载产生沉降！这样检测到的沉降量就会比实际数值大。如下图：降量就会比实际数值大。如下图：监测仪参照监测点标尺基坑基坑位置水准线车辆荷载引起沉降车辆荷载和施工共同引起的沉降读数差为有效地面沉降量同一监测位置监测位置编号星期六 8辆/分星期一 20辆/分10.67mm3.22mm21.09mm3.71mm31.25mm5.01mm40.77mm2.1mm51.02mm3.66mm60.22mm1.13mm监测位置编号星期六 8辆/分星期一 20辆/分10.67mm1.11mm21.09mm1.22mm31.25mm1.31mm40.77mm1.01mm51.02mm1.25m

29、m60.22mm0.67mm 我们利用标尺固定设备再一次做了要因确认中提到的试验（同地点、同设备、我们利用标尺固定设备再一次做了要因确认中提到的试验（同地点、同设备、同时间段、不同人）。实验结果数据统计如下：同时间段、不同人）。实验结果数据统计如下： 由于在以往的监测中标尺是由人工扶持由于在以往的监测中标尺是由人工扶持的，这不免会造成误差。单凭要求监测人员的，这不免会造成误差。单凭要求监测人员提高精度是无济于事的。因此我们只有通过提高精度是无济于事的。因此我们只有通过改进设备而降低误差的存在。改进设备而降低误差的存在。 经过项目部领导的讨论，我们购置了具经过项目部领导的讨论，我们购置了具有气泡

30、校准的标尺支架。有气泡校准的标尺支架。监测位置编号安架子人1安架子人2安架子人3安架子人4平均值超出0.5mm频数11.31mm1.29mm1.35mm1.27mm1.305mm021.11mm1.48mm1.53mm1.29mm1.353mm031.01mm1.28mm1.31mm1.46mm1.265mm041.22mm1.18mm1.39mm1.52mm1.328mm051.25mm1.39mm1.47mm1.36mm1.368mm060.67mm1.12mm0.98mm0.97mm0.935mm0 按对策实施后我们进行了全面检查，按对策实施后我们进行了全面检查，发现轴力达到报警值前所有

31、钢支撑端头没发现轴力达到报警值前所有钢支撑端头没有出现扭曲或塌陷的状况有出现扭曲或塌陷的状况 以前我们的钢支撑加工由于考虑不周加以前我们的钢支撑加工由于考虑不周加上施工队伍过度节约材料，导致了强度不够，上施工队伍过度节约材料，导致了强度不够，在轴力加大的过程中产生了扭曲变形，如图：在轴力加大的过程中产生了扭曲变形，如图： 针对这一情况我们进行了对钢支撑端头针对这一情况我们进行了对钢支撑端头内部进行加肋处理，并增加了和轴力计接触内部进行加肋处理，并增加了和轴力计接触位置端头钢板厚度，避免了轴力增大过程中位置端头钢板厚度，避免了轴力增大过程中轴力计陷入端头钢板中。轴力计陷入端头钢板中。处理前的扭曲全钢板围护及加肋处理实施后的使用效果十、效果检查序号监测类别报警频数累计频数累计频率1建筑物沉降131325%2承压井水位112446.5%3钢支撑轴力83261.5%4地连墙位移73975%5管线沉降74688.5%6地面沉降652100%N=52 日水电费用3000元+日工人总工资80元/人125人+日机械费用1300元