軟土地區(qū)深基坑工程施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分析

錢勁斗，郭 健，殷 俊，何章津，柯曉峰

(武漢輕工大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430023)

軟土地區(qū)深基坑工程施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概率分析

錢勁斗，郭 健，殷 俊，何章津，柯曉峰

(武漢輕工大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430023)

地鐵車站深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)多、難度大，施工環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜多變，必然會(huì)引起地下土體誘發(fā)基坑坍塌等事故的發(fā)生?；诨幼冃伪O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行基坑安全施工的全過(guò)程研究，探討基坑的變形規(guī)律，分析不同工況下基坑風(fēng)險(xiǎn)演變過(guò)程。采用三角模糊數(shù)學(xué)方法探究風(fēng)險(xiǎn)因素，建立不同預(yù)警條件下的風(fēng)險(xiǎn)模糊概率。分析不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間的相關(guān)性，確定各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的影響權(quán)重，依據(jù)施工階段各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)概率指標(biāo)，確定基坑的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。工程實(shí)例表明，該方法可為深基坑施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供科學(xué)的依據(jù)。

基坑工程；施工風(fēng)險(xiǎn)；三角模糊數(shù)學(xué)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1 引言

隨著我國(guó)日益蓬勃的城市化發(fā)展，地鐵工程作為緩解城市交通壓力的手段之一受到了國(guó)內(nèi)外的一致認(rèn)可。由于地鐵車站多處于城市的繁華地區(qū)，周邊建筑物分布密集，地下情況錯(cuò)綜復(fù)雜，因此給車站基坑安全施工帶來(lái)了極大的難度。所以，加強(qiáng)基坑工程施工的風(fēng)險(xiǎn)管理工作，提前發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)處理，從而保證基坑的安全施工顯得尤為重要。

由于國(guó)內(nèi)外對(duì)于深基坑風(fēng)險(xiǎn)管理的研究尚處于萌芽階段，大部分的研究都基于定性分析。隨著模糊數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展成熟，越來(lái)越多的學(xué)者通過(guò)建立模糊評(píng)價(jià)模型實(shí)現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)的定量分析研究。例如：侯艷娟等運(yùn)用模糊理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在分析計(jì)算建筑物傾斜及破壞程度的基礎(chǔ)上，確定了建筑物的破壞等級(jí)[1]；包小華等通過(guò)應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法[2]，構(gòu)造了基坑風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣，定量計(jì)算了基坑的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；張弛等以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)建立了基坑地表沉降對(duì)周邊環(huán)境影響的分析模型[3]，確定了周邊建筑物、道路及管線的破壞等級(jí)。由于國(guó)內(nèi)缺乏完整且全面的施工事故統(tǒng)計(jì)資料，因此難以通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法科學(xué)準(zhǔn)確地確定風(fēng)險(xiǎn)事故損失及發(fā)生概率，需要借助一定的專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定性分析評(píng)估，在專家經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，很容易造成評(píng)估結(jié)果隨機(jī)性和主觀性過(guò)大的問(wèn)題，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確。隨著深基坑工程安全監(jiān)測(cè)日益受到重視，國(guó)內(nèi)外學(xué)者越來(lái)越青睞于研究監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反應(yīng)基坑變形、受力和位移的內(nèi)在規(guī)律以及基坑的風(fēng)險(xiǎn)狀況，但多數(shù)學(xué)者更善于通過(guò)數(shù)值模擬軟件建立預(yù)測(cè)變形研究模型，并對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證模型的有效性，從而提出相對(duì)應(yīng)的建議，很少有學(xué)者能通過(guò)研究監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、采用數(shù)據(jù)挖掘的方式分析基坑每日的風(fēng)險(xiǎn)變化過(guò)程。例如：周勇、魏蒿锜[4]等人以蘭州地鐵某車站基坑為背景，通過(guò)有限元數(shù)值模擬及實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，表明了基坑開(kāi)挖及降水對(duì)地下管線沉降的影響，并總結(jié)了管道的變形規(guī)律；俞建霖、廈霄[5]等人借助Plaxis軟件模擬基坑施工過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，并與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，討論了坑外土體位移的變形規(guī)律；陳昆、閆澍旺[6]通過(guò)對(duì)天津某大型基坑開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及坑外土體的變形情況進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，并利用有限元軟件建立三維基坑同時(shí)開(kāi)挖過(guò)程中鄰近位置圍護(hù)墻變形、支撐軸力和立柱沉降受到的影響。由于基坑施工風(fēng)險(xiǎn)狀況與基坑開(kāi)挖過(guò)程有著密切的聯(lián)系，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)會(huì)隨著開(kāi)挖深度不斷提高，而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是最能反映基坑風(fēng)險(xiǎn)演變規(guī)律的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。但基坑安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)眾多，且測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變化量及變化速率各有差異，反映基坑的安全水平各有千秋，因此整合所有的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一分析研究，從整體上把控基坑的風(fēng)險(xiǎn)水平變化，并通過(guò)超標(biāo)的累計(jì)變化量分析造成此現(xiàn)象的施工因素，具有重要意義。

筆者在本車站基坑大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，采用比值法將不同綱量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，借助三角模糊數(shù)學(xué)確定了各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)可能造成基坑破壞的概率，通過(guò)層次分析法計(jì)算監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間的權(quán)重向量，并最終確定了此車站基坑的風(fēng)險(xiǎn)水平演變規(guī)律。通過(guò)對(duì)比分析，所確定的風(fēng)險(xiǎn)水平與實(shí)際相吻合。

2 地鐵站基坑工程

2.1 工程概況

廈門某地鐵站為地下二層島式車站 ，雙柱三跨閉合框架結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)段底板埋深16.61―17 m，寬度21.9 m；端頭井底板埋深18 m，寬度25.8 m。采用半幅蓋挖法施工?；硬捎玫叵逻B續(xù)墻+內(nèi)支撐體系，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm地下連續(xù)墻，豎向設(shè)置4道內(nèi)支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐，其余三道支撐為φ609，t=16 mm的鋼管支撐。

2.2 工程地質(zhì)條件

本車站范圍內(nèi)覆蓋層主要為第四系人工填土層、第四系殘積礫質(zhì)黏性土層；下伏基巖主要為燕山晚期侵入巖——中粗?；◢弾r，其中不均勻穿插輝綠巖脈，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化作用影響，巖石風(fēng)化不均勻，中等—微風(fēng)化基巖面起伏較大。

2.3 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)區(qū)地表水不發(fā)育。按賦存介質(zhì)，地下水可為三類：松散巖類孔隙水，孔隙裂隙水以及基巖裂隙水。場(chǎng)區(qū)松散巖類孔隙水、基巖裂隙水及風(fēng)化殘疾 巖孔隙裂隙水均直接或間接靠大氣降水補(bǔ)給，但補(bǔ)給程度有一定差異。出露高程較大的裸露基巖區(qū)完全接受大氣降水補(bǔ)給，延伸至溝谷洼地及臺(tái)地覆蓋層下的基巖構(gòu)造帶中的裂隙水，由于補(bǔ)給區(qū)位置高，地下水多具承壓性質(zhì)。

2.4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)狀況

本車站依據(jù)“能直接反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的位移、變形或受力狀態(tài)”的原則確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。將基坑周邊3倍開(kāi)挖深度的區(qū)域設(shè)定為基坑監(jiān)測(cè)范圍，選定地表沉降、建筑物沉降、管線沉降、墻體沉降、墻體水平位移、砼支撐軸力、鋼支撐軸力和地下水位等作為反應(yīng)基坑整體變形的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，測(cè)點(diǎn)數(shù)量如表1所示。由于各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目累計(jì)變化量各有差異，因此導(dǎo)致基坑破壞的相對(duì)重要性不同，通過(guò)統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所有測(cè)點(diǎn)平均變化量、最大累計(jì)變化量，采用層次分析法定性[7]分析確定各項(xiàng)目相互之間的重要性，建立權(quán)重矩陣定量計(jì)算，結(jié)果如表1所示。

表1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目影響權(quán)重及測(cè)點(diǎn)數(shù)量

3 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率的定量計(jì)算

筆者將上述選定的8個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目作為反應(yīng)基坑變形的風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)。為不失一般性，采用三角模糊型函數(shù)[8]描述事件的風(fēng)險(xiǎn)概率。如圖1所示。

假設(shè)某風(fēng)險(xiǎn)事件xi風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)為ai的模糊概率P(xi=ai)的模糊子集[g-μgl，g，g+μgr]，其中g(shù)為模糊子集的中心，μgl和μgr為左右模糊區(qū)間界限。由隸屬度函數(shù)可知，當(dāng)μgl和μgr取值越小，則風(fēng)險(xiǎn)概率越精確，反之，則模糊化程度高。

3.1 模糊子集的確定

由于基坑同一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)眾多，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變化量不同，反應(yīng)基坑的風(fēng)險(xiǎn)狀況有一定的差異性?？紤]到單一的測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化量不足以說(shuō)明整個(gè)工程的風(fēng)險(xiǎn)情況，但工程的風(fēng)險(xiǎn)情況水平依賴于每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變化量。因此，將測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化量反映基坑的故障狀態(tài)分為三個(gè)等級(jí)：黃色警報(bào)、橙色警報(bào)、紅色警報(bào)，并定義：當(dāng)累計(jì)變化量處于控制值的40%―60%以內(nèi)屬于黃色警報(bào)，處于60%―80%屬于橙色警報(bào)，大于80%屬于紅色警報(bào)，即:V={(40%，60%) (60%，80%) (80%，∝) }?？紤]到不同預(yù)警等級(jí)對(duì)基坑的安全影響權(quán)重不同，具有一定的模糊性，這里同樣采用層次分析法分析計(jì)算，兩兩定性分析相對(duì)重要性，結(jié)果如表2所示。

表2 預(yù)警等級(jí)權(quán)重表

預(yù)警等級(jí)權(quán)重黃色預(yù)警0．26440．22450．1047橙色預(yù)警0．73560．38950．2583紅色預(yù)警0．61050．77550．6370

筆者采用比值法將最大累計(jì)變化量單位化[0 1]區(qū)間上，即用累計(jì)變化量除以控制值作為風(fēng)險(xiǎn)概率，并取最小值作為模糊子集的下限，最大值作為模糊子集的上限，區(qū)間均值作為模糊子集的中心值?？刂浦祬⒖家?guī)范[9]確定。由此可見(jiàn)不同故障狀態(tài)下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)反應(yīng)基坑破壞的概率便在此區(qū)間滑動(dòng)。

(1)

3.2 重心法解模糊化

由于上述采用三角模糊集合僅確定了不同預(yù)警條件下風(fēng)險(xiǎn)概率的分布區(qū)間G，因此我們需要將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)明確的g*代表此區(qū)間，也就是找一個(gè)最適合代表模糊集合U(g)的明確點(diǎn)g*∈U(g)。

(2)

解模糊化糊化的方法比較多，重心法、形心法、中值法及最大最小集合法都可以實(shí)現(xiàn)此過(guò)程，其中重心法是最常用的方法，計(jì)算結(jié)果也最為合理，即采用公式2,求解三角模糊區(qū)間模型的重心，如圖1所示。

圖1 三角模糊函數(shù)

4 全過(guò)程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率計(jì)算

4.1 基坑開(kāi)挖施工進(jìn)度安排

由于本基坑采取分段開(kāi)挖的方式，為了反應(yīng)基坑開(kāi)挖全過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)演變規(guī)律，筆者 結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)算不同工況下各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，從而達(dá)到了各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與基坑整體安全的同步性。各施工階段的進(jìn)度詳如表4所示。

4.2 施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)概率計(jì)算

采用上述三角模糊數(shù)學(xué)建立各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不同工況下各預(yù)警情狀態(tài)的三角模糊概率區(qū)間，通過(guò)重心法解模糊化求解模糊概率，并結(jié)合之前表2計(jì)算所得的預(yù)警權(quán)重指標(biāo)，計(jì)算每一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的加權(quán)風(fēng)險(xiǎn)概率，計(jì)算結(jié)果如表5、表6所示。

表3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目累積控制值

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目紅色預(yù)警值/mm橙色預(yù)警值/mm黃色預(yù)警值/mm累計(jì)值變化速率累計(jì)值變化速率累計(jì)值變化速率地表沉降40—503—530—402—3<30<1建筑物沉降20—30310—202—3<10<1管線沉降10—302—37．5—221—2<15<1墻體沉降20—303—410—201—3<10<1墻體水平位移40—603—520—401—3砼支撐軸力鋼支撐軸力(70%—80%)f(60%—70%)f<60%f地下水位1000300—500500—1000100—300<500<100

注：f―構(gòu)件的承載能力設(shè)計(jì)值。

表4 施工進(jìn)度計(jì)劃

編號(hào)日期施工進(jìn)度計(jì)劃安排12015?07?27東區(qū)59—60軸基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖深度約6m22015?08?13東區(qū)55—57開(kāi)挖深度約6m；56—58開(kāi)挖深度約12m；59—60段開(kāi)挖深度約15．5m?！?32016?04?09東區(qū)24—28開(kāi)挖至16．5m左右；28—32開(kāi)挖深度約為19．5m；32—60開(kāi)始澆筑底板及主體結(jié)構(gòu)；西區(qū)1—20澆筑底板及主體結(jié)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)段20—24開(kāi)挖至19．5m左右。142016?04?29基坑開(kāi)挖完成，開(kāi)始全面澆筑主體結(jié)構(gòu)，部分已進(jìn)行回填土及路面回復(fù)

表5 周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)概率表

進(jìn)度編號(hào)/模糊概率地表沉降建筑物沉降管線沉降地下水位黃色橙色紅色黃色橙色紅色黃色橙色紅色黃色橙色紅色1模糊概率0．11200．14670．25500．2950綜合概率0．11200．14670．25500．2950………………12模糊概率0．48300．68000．80400．44670．57000．88000．45000．6700綜合概率0．73840．44670．615013模糊概率0．48200．62200．47780．48500．93500．40000．6900綜合概率0．58700．47780．615714模糊概率0．48200．61000．45830．52000．94000．5886綜合概率0．57850．45830．5886

表6 基坑自身風(fēng)險(xiǎn)概率表

進(jìn)度編號(hào)/模糊概率墻體豎向位移墻體水平位移鋼支撐軸力砼支撐軸力黃色橙色紅色黃色橙色紅色黃色橙色紅色黃色橙色紅色1模糊概率0．19330．11850．4441綜合概率0．19330．11850．4441………………12模糊概率0．46000．35170．66770．48850．5342綜合概率0．46000．58420．48850．534213模糊概率0．23330．26650．61670．45520．5551綜合概率0．23330．52410．45520．555114模糊概率0．21330．46880．44230．5233綜合概率0．21330．46880．44230．5233

5 車站整體施工安全狀態(tài)分析

通過(guò)上述計(jì)算過(guò)程，分別得到了監(jiān)測(cè)項(xiàng)目隨施工進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)概率值，結(jié)合表1分析并通過(guò)公式(2)計(jì)算所得的各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目對(duì)基坑安全影響的權(quán)重，計(jì)算各施工階段周邊環(huán)境及基坑自身的加權(quán)平均風(fēng)險(xiǎn)概率值，結(jié)果如表7所示。

P=∑wi·pi.

(2)

其中P表示監(jiān)測(cè)項(xiàng)目加權(quán)后的概率；wi代表各預(yù)警狀態(tài)的權(quán)重；pi表示各預(yù)警狀態(tài)的模糊概率。

表7 車站基坑風(fēng)險(xiǎn)概率表

進(jìn)度/監(jiān)測(cè)項(xiàng)目周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)概率基坑自身風(fēng)險(xiǎn)概率車站整體安全狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率10．21730．17080．198420．32440．30540．320230．39610．51000．460040．48840．55390．529150．54200．65070．605760．60960．65890．644770．69820．67840．700080．66490．59850．642890．60530．57020．5979100．64030．57510．6181110．60210．49420．5579120．63980．50430．5825130．63540．44150．5483140．62500．41140．5277

圖2 車站整體安全風(fēng)險(xiǎn)概率水平與周邊環(huán)境及基坑自身風(fēng)險(xiǎn)概率水平關(guān)系變化圖

圖2分別給出了車站整體安全狀態(tài)、周邊環(huán)境和基坑自身風(fēng)險(xiǎn)隨施工進(jìn)度的變化過(guò)程。從圖2中可以看出：隨著基坑的開(kāi)挖，三者的風(fēng)險(xiǎn)狀況會(huì)有一個(gè)明細(xì)的上升趨勢(shì)，并達(dá)到峰值，結(jié)合工況信息我們可以判斷，基坑開(kāi)挖已經(jīng)過(guò)半，并開(kāi)始澆筑主體結(jié)構(gòu)，此時(shí)風(fēng)險(xiǎn)情況達(dá)到最大值；此后隨著部分施工段主體結(jié)構(gòu)的澆筑，雖然基坑仍然在開(kāi)挖中，但風(fēng)險(xiǎn)水平并未增長(zhǎng)。上述信息表明：及時(shí)澆筑主體結(jié)果對(duì)于基坑的施工安全具有重要意義，可以有效地提高施工安全水平，降低事故的發(fā)生頻率。

圖3顯示了地表沉降與建筑物及管線沉降隨施工進(jìn)度的變化過(guò)程。可以看出：隨著地表沉降風(fēng)險(xiǎn)的持續(xù)增高，建筑物沉降及管線沉降也在明顯增高，而且管線的沉降相比于建筑物沉降更為明顯，并且持續(xù)上升，但地表沉降和建筑物沉降有下降的趨勢(shì)，并伴隨上下波動(dòng)。上述變化情況說(shuō)明：基坑開(kāi)挖對(duì)地下管線的影響較大，因此有必要針對(duì)地下管線的沉降做出適當(dāng)?shù)牡乇碜{加固等防范措施。

圖3 地表沉降風(fēng)險(xiǎn)概率水平與建筑物沉降及管線沉降風(fēng)險(xiǎn)概率水平關(guān)系變化圖

圖4 墻體水平位移風(fēng)險(xiǎn)概率水平與支撐風(fēng)險(xiǎn)概率水平關(guān)系變化圖

圖4描述的是墻體水平位移與支撐軸力的變化關(guān)系：在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，三者的變化趨勢(shì)是一樣的，隨著深度不斷增加，支撐軸力的風(fēng)險(xiǎn)水平將達(dá)到峰值，然后逐漸下降，但墻體水平位移會(huì)保持一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)水平并持續(xù)一段時(shí)間，之后逐漸下降。結(jié)果工況分析，造成此趨勢(shì)的原因主要因?yàn)椋弘S著部分標(biāo)準(zhǔn)段主體結(jié)構(gòu)的澆筑，此基坑段的支撐軸力風(fēng)險(xiǎn)會(huì)下降，但隨著其他開(kāi)挖段的繼續(xù)施工，鋼支撐架設(shè)不及時(shí)導(dǎo)致墻體水平位移持續(xù)處于高風(fēng)險(xiǎn)，后隨著支撐的架設(shè)，墻體水平位移的變形逐漸減小。

圖5反應(yīng)了地下水位的變化與地表沉降及墻體水平位移的風(fēng)險(xiǎn)變化關(guān)系：三者的變化規(guī)律基本一致，因此可以通過(guò)地下水位的變化情況，逐步了解地表與墻體水平的變化情況，也可以通過(guò)地表沉降的變化規(guī)律來(lái)分析墻體水平位移的變化情況。由此可知，在某些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目失效從而無(wú)法表達(dá)其風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的情況下，可以根據(jù)其他相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目間接的分析其變化情況，從而幫助決策者能全面了解基坑持續(xù)施工的風(fēng)險(xiǎn)水平。

圖5 墻體水平位移風(fēng)險(xiǎn)概率水平與地表、地下水位風(fēng)險(xiǎn)概率水平關(guān)系變化圖

6 結(jié)論

筆者基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析車站基坑風(fēng)險(xiǎn)變化隨開(kāi)挖深度及施工進(jìn)度的演變規(guī)律。通過(guò)上述研究可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)依據(jù)基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用模糊數(shù)學(xué)將所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按預(yù)警等級(jí)統(tǒng)一分析研究，不僅有效地利用了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反應(yīng)基坑變形的有效信息，更準(zhǔn)確地分析了基坑風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的演化規(guī)律。結(jié)合實(shí)踐分析，此方法可為類似工程風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論經(jīng)驗(yàn)。

(2)從數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：基坑風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)會(huì)隨著基坑開(kāi)挖深度及施工進(jìn)度有一個(gè)明細(xì)的上升趨勢(shì)并達(dá)到峰值，此后風(fēng)險(xiǎn)水平會(huì)緩慢下降并伴隨上下小幅度的波動(dòng)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)和施工信息的研究表明：此變化過(guò)程主要是因?yàn)椴糠质┕ざ沃黧w結(jié)構(gòu)的及時(shí)澆筑所導(dǎo)致，由此說(shuō)明，及時(shí)澆筑主體結(jié)構(gòu)會(huì)有效降低基坑的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

(3)結(jié)合施工工況信息實(shí)現(xiàn)基坑風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)管理的過(guò)程，不僅能正確、科學(xué)的指導(dǎo)施工，合理安排施工進(jìn)度，更可以結(jié)合單一監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)變化情況，在其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目失效的情況下，分析其風(fēng)險(xiǎn)變化規(guī)律，從而在基坑風(fēng)險(xiǎn)管理的過(guò)程中，能全面考慮，將基坑破壞的可能性降至最低水平。

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The probability analysis of dynamic risk of deep foundation pit construction in soft soil area

QIAN Jin-dou, GUO Jian, YIN Jun, HE Zhang-jin, KE Xiao-feng

(School of Civil Engineering and Architecture , Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)

The deep excavation in a complex environment would inevitably cause soil deformations，which will induced underground foundation pit collapse accidents happening by deformation of soil. In this paper, by researching the whole process of foundation pit construction safety based on the deformation monitoring data,discusses the deformation regularity and risk level change in the development of foundation pit. Then, utilizes triangle fuzzy mathematics to establish probability interval and calculates the corresponding fuzzy probability. By means of analyzing the correlation between different monitoring items, confirms the effect weight of every factors. At last, through calculating the risk probability of different construction stages of the monitoring project indicators to analyze the risk of foundation pit level evolution regular. The engineering cases showed that the method was a high accuracy and a good prospect for analyzing the characteristics of construction deformation due to deep excavations.

deep excavation;construction deformation;triangle fuzzy mathematics;risk assessment

2016-10-20.

錢勁斗(1990-)，碩士研究生,E-mail：421327303@qq.com.

郭健(1968-)，男，教授，E-mail: guojianxh@163.com.

住建部科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃(2015-K3-04)；武漢輕工大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目(YY2015006).

2095-7386(2016)04-0052-06

10.3969/j.issn.2095-7386.2016.04.010

TU 4

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