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深基坑施工过程中会存在多种风险，包括渗流破坏、支撑失稳、坑内滑坡、踢脚破坏、坑底隆起、承压水突涌等[1-3]。为了将深基坑风险控制在可接受范围之内，风险监控便成为必不可少的措施。

目前，深基坑风险等级基本是以其监测数据为依据，结合工程实际经验进行确定[4-5]，在施工过程中，需通过对监测数据进行分析才能得出深基坑的风险状态和等级。为了能够更直观、明确地判定施工过程中深基坑的风险状态，本文依据基坑监测报警值划分其风险等级，并采用数值模拟方法，对若干施工工况下的深基坑受力变形情况进行分析；再根据已划定的风险等级，确定各个施工工况下深基坑的风险状态。本研究为不同条件下，深基坑施工风险等级的确定，提供了一种新的参考方法。

1 基于监测报警值的深基坑施工风险等级划分

根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497—2009要求，基坑变形监测项目一般包括围护墙顶部水平位移、围护墙顶部竖向位移、深层水平位移、坑底隆起（回弹）、土体分层竖向位移、周边地表竖向位移等。不同安全等级的基坑对各项监测项目的要求不同，而3 种安全级别的基坑均有监测要求的项目为围护墙顶部的水平和竖向位移，可见该项目在基坑监测中具有代表性意义。因此，本文在进行深基坑风险等级划分时，把围护墙顶部的水平位移和竖向位移的报警值作为参考值。深基坑是安全等级为一级的基坑，上海地区的深基坑一般采用地下连续墙的围护形式，以《建筑基坑工程监测技术规范》 GB 50497—2009中一级基坑地下连续墙顶部的水平位移和竖向位移的监测报警值为准。同时，在实际工程当中，会采用报警值的70%～80%，作为监测的预警值。

基坑变形过大，往往会引发基坑事故，基坑变形程度不同，代表其处于不同的风险状态，因此，可根据基坑变形大小来划分基坑的风险等级。在对某项工程进行风险评估过程中，一般将工程风险等级分为5级，与之相对应的还包括风险描述和风险接受准则[6]。本次风险等级划分是以深基坑监测报警值为依据，根据《建筑基坑工程监测技术规范》 GB 50497—2009和《基坑工程设计规程》 DG/TJ 08—61—2010对深基坑监测报警值的要求，本文建立了4级的风险等级划分，各等级对应的风险描述和风险接受准则见表1。其中，结合工程实际情况，采用70%的监测报警值作为一、二风险等级的划分标准。

表1 风险等级（4级）、风险描述及接受准则

在风险等级判定过程中，若有一项监测项目达到相应风险等级描述的水平，则深基坑的风险状态就被判定为该风险等级，并采取相应措施，降低风险等级。

2 数值模拟分析各工况下深基坑的风险等级

引起深基坑事故的风险因素有很多，如超挖、堆载、降水不到位、土方开挖过快、支撑架设不及时、止水结构破损等[2]。各因素严重程度不同，会引起基坑发生不同程度的变形。为了更直观地判定各种风险因素作用下，深基坑的风险状态等级，本文以上海国际金融中心项目为例，建立数值模型，分析不同工况下深基坑的变形情况，再根据表2中划分的风险等级，确定深基坑的风险状态。

2.1 工程概况和数值模型建立

上海国际金融中心项目位于上海市竹林路（规划中）以东，张家浜河以北，杨高南路以西，北侧紧邻竹园商贸区2-16地块，基坑面积约为48 860 m2，周长约为950 m，开挖深度为26.6～28.8 m。根据相关规范规定，基坑工程安全等级为一级。基坑北侧有杨高南路雨水泵站且位于1 倍基坑开挖深度范围内，按上海市标准《基坑工程技术规范》DG/TJ 08—61—2010规定，北侧杨高南路雨水泵站区域基坑工程的环境保护等级为一级；基坑普遍区域基坑工程的环境保护等级为二级。

2.2 数值模型的建立

根据工地现场实际情况和土层物理力学性质，运用PLAXIS2D软件建立有限元模型，模拟在不同超挖和堆载情况下基坑围护墙顶部的水平位移量和竖向位移量。超挖和地面堆载情况下的数值模拟模型分别见图1和图2。

图1 不同超挖量情况下围护墙变形分析的数值模拟模型

图2 不同地面堆载情况下围护墙变形分析的数值模拟模型

通过数值模拟得出，超挖量分别为基坑深度的0、2%、4%、6%、8%、10%，和地面堆载分别为0 kPa、10 kPa、20 kPa、30 kPa、40 kPa、50 kPa时的围护墙变形量，结合表2确定的风险等级划分标准，确定不同超挖和堆载情况下基坑的风险等级，建立较为直观的现场施工状况与基坑风险等级的关系。

2.3 不同风险因素作用下基坑的变形分析

本次数值模拟分析主要考虑超挖和堆载对深基坑变形的影响，分别对不同超挖量和不同堆载的基坑进行了变形分析（主要为围护墙顶的水平位移和垂直位移），数值分析结果分别如表2、表3和图3、图4所示。

表2 不同超挖情况下深基坑围护墙的变形

表3 不同堆载情况下深基坑围护结构的变形

由表2和图3可以看出，不同超挖工况下，围护墙顶部发生了不同程度的水平位移和竖向位移。同时，通过对比数据可以发现，围护墙顶部的水平位移量较之竖向位移更接近报警值，更能反映基坑此时处于风险等级较高的状态。因此，不同超挖工况下，将围护墙顶水平位移量作为判断基坑风险等级的一个指标。将表2中数值模拟所得的围护墙顶水平位移量与表1相结合，可得不同超挖工况下基坑风险等级情况（见表4）。

图3 不同超挖情况下深基坑围护结构的变形

图4 不同堆载情况下深基坑围护结构的变形

表4 不同超挖工况下基坑风险等级

由表4可知，当基坑超挖量不超过6%时，基坑基本处于2级风险等级状态；当超挖量超过6%之后，基坑风险等级上升为3级。按风险接受准则要求，3级等级风险是不希望发生的，因此在施工过程中，应该对超挖情况进行控制，超挖量应不允许超过6%。

再由表3和图4可以看出，不同地面堆载情况下，围护墙顶部也发生了不同程度的水平位移和竖向位移，而且其水平位移量较之竖向位移更接近报警值。因此，不同地面堆载工况下，也将围护墙顶水平位移量作为判断基坑风险等级的一个指标。将表3中数值模拟所得的围护墙顶水平位移量与表1相结合，可得不同超挖工况下基坑风险等级情况（见表5）。

由表5可知，当基坑周边的地面堆载到达10 kPa时，基坑即处于3级风险等级状态；当地面堆载超过40 kPa时，基坑风险等级上升至4级，为不可接受等级，应立即采取控制措施。因此，在施工过程中，基坑周边地面堆载应不超过10 kPa；若基坑周边确需堆载材料时，应采取相应保护措施，保证基坑安全。

表5 不同地面堆载工况下基坑风险等级

3 结语

（a）基坑变形监测包括多个项目，其中，3 种安全级别的基坑均有对围护墙顶部水平和竖向位移监测的要求，说明2 个项目在基坑监测中具有代表性意义，因此，将其作为基坑风险等级划分时的参考值。

（b）不同超挖和堆载情况下，围护墙顶部均发生了不同程度的水平位移和竖向位移。而在超挖和堆载2 种工况中，围护墙顶部的水平位移变化均比竖向位移更接近基坑变形报警值，因此，分析中将围护墙顶水平位移量作为判断基坑风险等级的指标。

（c）结合数值模拟数据和监测数据可得，当超挖量达到6%和地面堆载达到10 kPa时，基坑风险等级为3 级。由表2风险等级描述可知，施工过程中是不希望基坑出现三级风险状态的，因此，施工中应不允许超挖量超过6%，地面堆载不允许超过10 kPa；如出现超挖量超过6%，或者地面堆载超过10 kPa时，应采取措施保证基坑安全。

根据相关专家的施工经验可知，本方法评估结果可为深基坑施工风险预防和控制提供参考依据。