第七部分 超大超深基坑逆作施工动态风险控制研究

1、第七部分 超大超深基坑逆作法施工动态风险控制研究7.1 引言本文研究对象-超大超深基坑工程，由于地质条件差、规模巨大、开挖深度深、施工方法多，情况复杂，施工难度非常大，如何保证施工过程的安全成为一项重要课题。本部分将主要在动态风险控制方面进行研究首先介绍了地下工程动态风险管理的知识，提出了两种动态风险评估技术，最后将动态风险管理模式以及动态风险评估技术应用于上海丁香路778号商办楼工程中。7.2 地下工程动态风险管理研究7.2.1项目动态风险管理模式的提出早期风险管理思想的缺点在于将项目的发展人为地划分为“现在”和“将来”两个独立的状态，在“现在”进行风险分析，“将来”对其进行管理。但是，工程

2、项目具有很强的过程性，项目因内外环境、目标变化以及实施过程中不断受到不确定因素的影响，因此，项目的风险管理应是实时的、连续的。静态的风险管理思想显然不能反映这种过程性，管理的结果会远远达不到预期的目标。1990年以后，面向过程的、动态的风险观念逐渐被引入到风险管理当中来。动态风险管理即在特定环境下，在完成预订目标的过程中对风险进行系统的、动态的控制，以减少项目实施过程中的不确定性。动态风险管理不仅使各级的项目管理者建立风险意识，重视风险问题，而且还能够在各个阶段、各个方面实施有效的风险控制措施，形成一个前后连贯的管理过程。动态风险管理包含以下涵义：首先是对项目全过程的风险管理，从项目的立项到结

3、束，都必须进行风险的研究与预测、控制以及风险评价，实行全过程的有效控制以及经验积累与教训；其次是对应于风险管理的人员、材料、设备、资金等的全方位管理；最后是及时实施全面动态的组织措施。7.2.2 建施期间的安全及动态风险管理目标安全及风险管理的目的是确保各设计部门能够在整个项目生命周期内采用一致的管理方式处理系统潜在危害及其风险。它既可以提供一个标准及统一的形式去记录危害、监察和管理风险，亦能够通过风险评估矩阵去进行风险评估，以系统规划相应的风险处理措施，从而在一定的工期和预算范围之内，将该工程在建设时期的风险降低至合理可行的最低限度（ALARP）。7.2.3 工程建设期安全及动态风险管理程序

4、面向过程的动态风险管理是将风险管理与项目管理有机结合的系统框架，该框架的特点为：（1）将风险管理体系进行任务单元划分，并形成一个可以进行循环作业的封闭系统。图7.1 风险管理单元作业流程和循环体系（2）将该封闭循环单元作业步骤与项目实施过程结合起来，体现风险管理的连续性与动态性。如图7.2。图7.2 面向过程的动态风险管理体系框架图可见，我们在工程每个时期内对每一个关键节点都要进行风险管理，做到风险的动态控制与管理。每个节点的风险管理步骤与流程即为一个风险单元。风险节点阶段的划分原则：（1）根据工程的风险点数量确定阶段数量的原则；（2）前一阶段的实施结果可能会影响到后一阶段的风险辨识、评估与控

5、制为原则。7.2.4 地下工程动态风险管理的内容一般项目在项目前期阶段、施工准备阶段和施工实施阶段动态风险管理内容如图7.3所示。图7.3 动态风险管理内容2005年国际隧道工程保险集团与慕尼黑再保险公司在英国隧道工程风险管理联合作业守则的基础上，编纂了隧道工程风险管理作业守则。该守则从工程保险的角度出发，提出了隧道工程不同建设时期的风险管理内容。根据该守则的内容，本文对地下工程建设期间不同阶段的风险管理内容进行了总结。其详细内容的分解分别见下表7.17.3。表7.1 项目前期阶段风险管理内容管理项目管理内容风险水平本阶段总体风险水平地质调查是否符合相关规范要求承包商选择原则是否符合ALARP

6、原则施工单位经验是否具备同类工程经验设计单位经验是否具备同类工程经验监理单位经验是否具备同类工程经验建设工期工期安排是否合理技术可行性本工程是否采用了新工法？是否对工程进行了风险评估，并提出了相应的风险应急预案？动拆迁工作道路翻交工作邻近地下管线情况是否查明清楚？邻近轨道交通情况是否查明清楚？邻近建（构）筑物情况是否查明清楚？邻近路面情况是否查明清楚？通货膨胀表7.2.2 施工准备阶段风险管理内容管理项目管理内容风险水平本阶段总体风险水平承包商进行的地质调查是否进行了附加的地质调查工作？施工组织设计是否对施工中的风险点有一定了解？是否对工程进行了风险评估，并提出了相应的风险应急预案？施工组织设

7、计是否经过审批？工程项目经理经验是否具备同类工程经验工程总工程师经验是否具备同类工程经验工程监理经验是否具备同类工程经验安全管理者是否胜任是否拥有资格证书？是否有安全培训计划？动拆迁工作进度是否完成？邻近地下管线的监测是否有监测施工组织设计？监测仪器是否安装？监测仪器是否标定？监测报表格式？邻近轨道交通的监测是否有监测施工组织设计？监测仪器是否安装？监测仪器是否标定？监测报表格式？邻近建（构）筑物的监测是否有监测施工组织设计？监测仪器是否安装？监测仪器是否标定？监测报表格式？邻近路面的监测是否有监测施工组织设计？监测仪器是否安装？监测仪器是否标定？监测报表格式？通货膨胀?第二次风险评估施工过程

8、中，是否有方案变更情况工程分包形式真正管理还是以包代管？技术决策程序是否谨慎?业主、承包商、设计方和监理方的沟通各方联络流程（特别是紧急情况的联络方式）？各方是否具备合作精神？施工现场安全防范措施防火、防汛和防台措施？现场是否有未具备工作证的工作人员？防偷盗行为？表7.3 施工实施阶段风险管理内容管理项目管理内容风险水平本阶段总体风险水平施工组织设计是否严格按施工组织设计执行？监测数据的反馈数据反馈途径？现场安全控制安全管理团队和管理程序？ 详尽的安全管理内容? 政府安全巡视?现场质量控制质量管理团队和管理程序? 特别要注意质量测试、质量控制规范和测试仪器?风险管理现场风险管理团队和管理程序?

9、 紧急情况的风险管理程序?第三次风险评估如果施工中出现变更情况提交给保险公司的季度风险管理报告审查和改进现场风险管理情况？工程资金情况通货膨胀？是否在预算范围内？现金流？工程进度情况?合同变更情况?现场解决问题的能力从监理方了解情况7.3 基于实测数据的深基坑动态风险评估技术研究7.3.1 风险指标法1、研究思路本模块主要包括三部分内容：监测设计值计算，风险修正系数确定和基于监测数据的风险评价。（1）监测设计值：监测设计值为综合考虑监测参数、水文地质和结构荷载等因素，通过力学计算而得到的某监测指标正常状态的极限值。理论上，当监测数据超过这个值时，支护结构可能会发生过大变形或破坏。（2）风险修正

10、系数：基坑工程施工过程中的风险除了和力学指标有关外，还有一些其他因素，如工程规模、周围建筑物、设计年限以及施工技术条件等。 本模块综合考虑这些方面的因素，以风险修正系数的形式对监测设计值进行修正。（3）风险评价：基于监测数据风险评价是建立在风险预警值的基础上，计算得到预警值后，通过一定的规定得到风险评价标准，然后对现有的监测数据进行风险评估。2、基于监测数据的风险预警值设计（1）风险预警值的设计方法深基坑工程施工过程中，要面对很多未知因素以及这些因素导致的风险，为保证工程施工安全，需要在工程施工中进行监测，并设定预警值对监测数据进行考察。常规预警值一般是根据工程经验或者参照设计预估值给出一个数

11、值，当超过这个值时，给出工程预警，并要求采取相应控制措施。风险预警值综合考虑监测数据和监测数据反映的风险事故，通过对风险事故性质和风险损失的形式的分析，设置一个风险修正系数对监测设计值进行修正。风险预警的概念不仅包括对监测数据的预警，还包括对监测数据超过预警值时可能发生的风险事故，以及导致监测数据过大的风险因素的分析。根据对风险预警值概念的介绍，得出风险预警值的计算公式 （7-1）式中：监测指标的风险预警值；监测指标的设计值。t风险修正系数。其中修正系数综合反映除设计值中考虑到的力学指标以外的其它因素，包括基坑规模、周围建筑物、设计年限以及施工技术条件等。（2）风险修正系数的确定深基坑施工过程

12、中风险预警值的确定，受很多因素的影响。工程所处的水文地质条件、工程的重要度、施工技术条件及周围环境都会影响施工的风险预警值的确定。基坑围护桩体内力的风险预警值包含了桩体内力设计值和风险修正系数两部分，设计值部分着重考虑了工程所处的水文地质条件，以下将对设计值中考虑不到的或者考虑得比较少的其它因素进行总结，得出风险预警值设计的风险修正系数。通过这个系数对设计值进行修正，以期可以得到比较科学的预警值。风险修正系数的影响因素深基坑工程的重要性是确定风险修正系数的一个重要因素。对于重要性高的工程，施工监测预警值确定时应该要保守一点，减少风险事故产生的概率，因为相对于一般的深基坑工程而言，同样的风险事故

13、发生后，重要性程度高的产生的损失要大得多，甚至还会产生难以估量的社会影响。影响风险修正系数确定的施工技术条件包含了施工单位的资质和施工单位的施工经验两方面。高资历的施工单位与有丰富经验的施工单位，在施工过程中能对各施工步骤进行很好的把握，在风险事故出现之前，能采取合理的措施去防止事故的发生；即使在施工过程中发生了风险事故，通过有序与有效的补救措施，也能将风险事故产生的损失降低到最小值。影响预警值确定的另一个重要因素是周围环境的影响。这里的周围环境主要是指基坑开挖施工影响范围内的地面建筑物、地下管线与地面道路等的情况，本文主要考察深基坑施工对地面建筑物的影响。常见的深基坑开挖对建筑物引起的损害形

14、式有以下四种：a. 地表沉降对建筑物的损害。一般来说，均匀的沉降对建筑物的稳定性和使用条件不会有太大影响，但是如果沉降量过大，就可能从另一方面带来严重的影响，比如建筑物沉降量较大，而地下水位又较浅时，可能会造成地面积水；b. 地表倾斜对建筑物的损害。地表倾斜引起了地面原始坡度的变化，会对建筑物造成危害，尤其是高耸建筑物，另一方面，过量的倾斜也使得建筑物的使用条件恶化；c. 地表曲率对建筑物的损害。无论是地表负曲率（地表相对下凹）或者正曲率（地表相对上凸），都会造成建筑物与地面接触的某一部分悬空，导致建筑物开裂甚至倒塌；d. 地表水平变形对建筑物的损害。地表水平变形有拉伸与压缩两种，对建筑物的破

15、坏作用很严重，尤其是拉伸作用的影响。建筑物的数量对损失大小的影响是很直观的，风险事故影响到的建筑物越多，产生的损失自然就越大。因此，在建筑物密集地区的地下进行基坑开挖的施工，必须将地面沉降控制在可以接受的范围内，以免造成巨大的损失。建筑物的结构形式也是考察基坑开挖施工对地面建筑物影响的一个重要因素，不同结构形式的建筑物对地基变形的抵抗能力是不同的，由于地基变形引起的破坏形式也有区别。下表是不同结构形式建筑物在地层差异沉降作用下的反应：表7.4 不同结构形式建筑物对差异沉降的反应建筑物结构类型建筑物反应一般砖墙承重结构，包括有内框架及建筑物长与高之比小于10，有圈梁，有基础1/150分隔墙和承重

16、墙出现相当多的裂缝，可能发生结构破坏一般钢筋混凝土框架结构1/1501/500发生严重变形开始出现裂缝高层刚性建筑（箱型基础、桩基）1/250可观察到建筑物倾斜有桥式行车的单层排架结构的厂房，浅基础或桩基1/300桥式行车运转困难，若不调整轨面水平方向，行车难以运行，分隔墙有裂缝有斜撑的框架结构1/600处于安全极限状态对差异沉降反映敏感的机器基础1/850机器使用可能发生困难，处于可运行的极限状态注：为差异沉降；为建筑长度。建筑地基基础设计规范中规定了不同结构形式建筑物的地基变形允许值，从中也可以看到不同结构形式的建筑物对地基变形的抵抗能力：表7.5 不同结构形式建筑物的地基变形允许值变形特

17、征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构局部倾斜0.0020.003框架结构相邻柱基沉降差0.0020.003多层和高层建筑基础的倾斜：0.0040.0030.0020.0015高耸结构基础的倾斜：0.0080.0060.0050.0040.0030.002注：为相邻柱基的中心距；为自室外地面起算的建筑物高度（）；本文不考虑地基土类别。通过以上的论述，按照建筑物抵抗地基变形能力由弱到强，将建筑物分为以下几个等级：表7.6 抵抗地基变形能力建筑物分级表抵抗地基变形等级建筑物一高层建筑（100m以上）、有斜撑的框架结构、对差异沉降敏感的结构二一般砌体承重结构、一般钢筋混凝土框架结构、高层建

18、筑（60-100m）、高耸结构（200-250m）三高层建筑（60m以下）、高耸结构（50-200m）四高耸结构（50m以下）以下综合考虑影响范围内建筑物的结构形式和数量，将周围环境分为五个等级，见下表7.7：表7.7 周围环境分级表结构形式繁华市区、建筑密集有较多建筑物有少数建筑物高层建筑（100m以上）、有斜撑的框架结构、对差异沉降敏感的结构五五四一般砌体承重结构、一般钢筋混凝土框架结构、高层建筑（60100m）、高耸结构（200250m）四四三高层建筑（60m以下）、高耸结构（50200m）三三二高耸结构（50m以下）二二一将以上提到的影响风险预警值设计的各因素，按照各自的标准分为一到五

19、级。级别越高，基坑工程产生风险事故后引起的损失越大，相应的在预警值确定时要尽量保守，即风险修正系数越小。风险修正系数的确定在分析了影响风险修正系数的因素后，接着就要针对具体的基坑工程，得出风险修正系数的具体数值。首先分析单因素影响时风险修正系数的具体数值。通过上一步工作，对于某一具体工程的某一具体因素，已经可以确定该影响因素的等级。下面的问题是：对于影响因素的不同等级，如何确定相应的风险修正系数的数值。要确定的数值，需要参考大量工程实例，这样才能比较合理地定出值的范围。基坑施工规范中推荐的基坑施工中各监测项目的预警值一般比较保守，像上海市基坑工程施工监测规程推荐：基坑工程的各监测项目的预警值应

20、为设计控制值的6080；深圳地区深基坑地下连续墙安全评判标准中对于侧向水、土压力这个监测项目，以设计值与实测值的比值来评判基坑的安全情况，并认为当时，需要注意基坑的安全情况。实际基坑工程会根据各自基坑所处的地质条件与周围环境等不同情况来确定预警值，这个预警值大致以设计值为准，也有以超过设计值的数值作为预警值的，例如：汉口某基坑灌注桩桩顶设计位移为38.8mm，但实际工程中以40mm作为桩顶位移预警值。实际有的基坑工程的实测值可能大大超过预警值和设计值，如上面提到过的汉口某基坑，灌注桩桩顶位移实测值为63.6mm，是位移计算值的1.6倍，现实中有的基坑监测项目实测值甚至是设计计算值的2-3倍，以

21、下就几个基坑工程的墙体最大水平位移的设计计算值和实际监测值的情况举例如下：表7.8 基坑墙体最大水平位移设计值与实际监测值基坑工程名称工程支护形式设计计算值工程监测实际值新上海国际大厦地下连续墙加钢筋混凝土支撑45.55mm83.1mm香港广场北块地库工程地下连续墙加钢管支撑22.73mm27.08mm国脉大厦工程重力式水泥搅拌桩挡土墙加支撑36mm（基坑地面附近）66104mm（离基坑底面34米处）上海国际航运大厦大直径灌注桩与水泥搅拌桩加钢筋混凝土支撑34mm75mm注：以上工程最大水平位移虽然都超过设计计算值，而位移日增加量均在合适的范围内，且施工过程中并无发生事故。除国脉大厦工程最大水

22、平位移计算值和实测值所处位置有一定出入外，其它工程设计值与实测值均在大致相同的位置。根据以上分析，本文将风险修正系数按照五个不同等级取为如下数值：表7.9 风险修正因素等级对应的t值风险修正因素等级一二三四五值21.71.41.10.8确定了单因素影响下各等级的t的数值后，接着就可以计算综合考虑多因素影响下的风险修正系数了。假设考虑第个因素得到的风险修正系数为，本文不考虑各因素之间的不同权重，将各因素确定的t值取平均值作为考虑所有因素所得的风险修正系数： （7-2）通过以上两部分的确定，可以确定深基坑工程施工过程中的风险预警值为：。3、基于监测数据的动态风险评价由于施工监测项目有多种，所测得的

23、量纲不相同，为了拟合各种监测项目测得的监测数据，参考陈龙博士论文35中风险指标的概念，定义出监测数据中的“风险指标”，制定监测动态风险评价标准，并风险指标之间的拟合规则。（1）监测风险指标计算监测风险指标是衡量监测数据风险水平的物理量，表示监测数据相对于风险预警值的一个无量纲参数，因而可以实现不同监测指标之间的拟合。设第次监测数据累计值为，速率值为，累计速率平均值为，为预警值，则该监测项目的风险指标为 （7-3）式中为监测数据累计值指标，衡量监测数据累计值反映的风险信息，通过如下公式求得 （7-4）为监测数据速率值指标，衡量监测数据速率值稳定性反映的风险信息，通过如下公式求得 （7-5）式中为

24、监测数据速率值均方差，由下面公式求得 （7-6）（2）监测风险评价标准地铁及地下工程风险管理指南36中的五级风险评价标准和接受准则中，定义风险等级为四级时的控制对策为“需决策，制定控制、预警措施”。借鉴指南的评价标准，认为当监测数据达到预警值时，风险的等级为四级，并由此制定监测风险的评价标准如下表所示：表7.10 监测风险等级建议划分标准值< 0.50.50.70.70.90.91.2> 1.2风险等级一级二级三级四级五级（3）监测项目风险指标拟合对于一个工程来说，每个监测项目都有着独立性，也就是说任何一个监测项目达到报警值都必须引起高度重视，同时也有着一定的相关性，比如地层变形过

25、大时，结构的受力状态也相应地发生变化。因此，在得到各监测项目风险指标和监测风险评价标准后，需要进行工程监测项目之间的风险指标拟合，获得一个评价工程风险的综合指标。工程风险综合指标要反映各监测项目的风险状态，还应反映这样一个事实：当某个监测指标很大，甚至达到风险预警值时，应该对它赋予较大的权重，从而得到的综合指标也应该相应地较大。根据如上原则，给出工程监测风险综合指标的计算公式： （7-7）式中：第个监测项目风险指标第个监测风险等级权重系数，随着风险等级的增大而增大，为指数函数分布，其取值见下表表7.11 监测风险等级权重系数风险等级123450.0180.0500.1350.3681.0007

26、.3.2 基坑安全指数法1、安全指数分级标准确定根据工程发生事故的可能性与对应的管控力度，结合当前远程监控预报警体系构成，可以将基坑工程安全状态描述等级划分为如下五个等级：即安全状态、跟踪关注状态、预警状态、报警状态及危险状态五个等级。对应的安全指数如下表：表7.12 安全指数分级安全等级状态安全指数I控制措施I危险状态020工程安全风险极高，出现事故预兆，事故发生的可能性极大，应立即停工并采取抢险措施，启动应急抢险预案II 报警状态2040工程安全风险较高，出现险情，事故发生的可能性较大，需立即报警并采取有效险情控制措施III预警状态4060工程存在安全隐患，应引起重视，并采取有效的防范、监

27、控、预警措施IV跟踪关注状态6080工程较为安全，存在少量不安全因素的苗头，应予以关注，适时采取管控措施V安全状态80100工程安全，基本不需采取相关控制措施2、指数模型构成结合对于基坑工程施工过程中，风险认识的成果，可将基坑安全指数体系分为综合安全指数和分项安全指数。综合安全指数为考虑各分项安全影响因素，按照其影响程度综合考虑得到的工程整体安全指数，以I总表示。分项安全指数为针对工程安全影响的不同因素对工程安全的影响进行分别评价的指数，可主要分为非技术因素影响指数Iu和技术因素影响指数It。I总=（Iu+It）/2 （7-8）其中，当It未评价或无法评价时，I总= Iu。（1）非技术影响因素

28、指数主要以评判人员依照个人经验判断，对于工程风险作出评价的方式得出，评价标准可参照下表。非技术影响因素含目测的影响因素与不可抗力影响因素。表7.13 非技术影响因素指数各非技术因素影响指数ix影响程度说明80100小对工程安全几乎无影响，可忽略6080较小对工程影响较小，适当关注4060较大对工程影响较大，应重视2040大对工程影响显著，应足够重视，并采取措施020极大对工程影响极大，应立即停工并采取紧急措施目测因素通过巡查目测人的不安全行为，如疏忽，欺骗或不忠实行为、施工图画错、工地管理不当、碰撞、火、盗窃、罢工、暴动、民众骚扰等；物的不安全状态，如有无抢险、有无坑周超载、有无施工不规范现象

29、、有无明显安全隐患、有无邻近工程施工影响（能够影响到被评估工程的周边工程施工活动如基坑开挖、隧道穿越、高架建设、市政工程等）评价工程的安全状况。不可抗力因素受灾害性自然环境或人为环境影响下，评价工程的安全状况。不良自然环境影响因素包括降雨量、洪水、风速、台风、火山爆发、地震、地下水、地形、地质条件等；不良人为环境影响因素包括政治环境、风俗习惯等。图7.4 海因.里希调查75000起工程事故的统计上述各因素均参照表7.3.10取值，再通过式（7-9）计算得Iu。 （7-9）i1，1表示人的不安全行为影响指数及其所占权重，按照海因·里希法则可取1=0.88；i2，2表示物的不安全状态影响

30、指数及其所占权重，同上可取2=0.1；i3，3表示不可抗力因素影响指数及其所占权重，同上可取2=0.02。在技术影响因素计算体系不健全和不可算时，上述的计算结果可作为基坑安全指数使用。（2）技术影响因素指数影响基坑安全的技术因素包括设计方案、施工组织、施工技术、材料瑕疵、动力设备或施工机具设备故障等，各因素综合影响下的基坑安全状态可通过信息化施工的数据反馈分析得以评价，因此针对这部分的指数计算拟基于监测数据展开。技术影响因素指数由基坑本体安全指数和周边环境安全指数构成，分项指数算法如下。基坑本体的安全评判以基坑工程设计过程中普遍采用的内力和变形计算4个监测项目共6个单因素指标作为各单因素评价指

31、标。其中内力计算指标主要包括实测支撑轴力除以容许支撑轴力、实际墙体最大弯矩除以墙体容许弯矩；变形计算指标包括墙体最大变形量除以开挖深度与立柱隆起量除以支撑跨度。图7.5 基坑本体安全性墙体位移安全指数IA1步骤一：确定墙体位移安全分析指标：累计指标：（） 速率指标：测斜最大变化速率（mm/d）步骤二：确定各指标的风险值：查表1确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b1=R11 R12T。步骤三：确定各指标的权重：权重向量为w1=测斜累计变形权重，测斜速率权重0.7，0.3步骤四：确定墙体位移的安全指数墙体内力安全指数IA2步

32、骤一：确定墙体内力安全分析指标： 步骤二：确定指标的风险值：查表1确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b2=R2T。步骤三：确定指标的权重：权重向量为w2=弯矩累计权重1.0；步骤四：确定墙体位移的安全指数立柱隆沉安全指数IA3步骤一：确定立柱隆沉安全分析指标：累计指标：（）速率指标：立柱隆沉变化速率（mm/d）步骤二：确定各指标的风险值：查表1确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b3=R31 R32T。步骤三：确定各指标的权重：权重向量为w3=立柱隆

33、沉累计权重，立柱隆沉速率权重0.7，0.3步骤四：确定立柱隆沉的安全指数支撑轴力安全指数IA4步骤一：确定墙体内力安全分析指标： 步骤二：确定指标的风险值：查表1确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b4=R4T。步骤三：确定指标的权重： 权重向量为w4=轴力累计权重1.0步骤四：确定墙体位移的安全指数 基坑本体安全指数步骤一：确定基坑本体风险值组成向量：B= IA1 IA2 IA3 IA4T；步骤二：确定基坑本体安全评判各因素的权重向量（见附件）：W= 0.31 0.50 0.13 0.06；在此需注意的是，上述因素若有一

34、项不存在则其余因素的权重重新分配。步骤三：确定基坑本体安全指数。（3）基坑周边环境的安全评判周边环境主要考虑工程影响范围内的建筑物、有压管线安全与地表沉降。坑周建筑物安全指数IB1步骤一：确定建筑物沉降安全分析指标：累计指标：建筑物最大倾斜值（）速率指标：建筑物最大沉降速率（mm/d）步骤二：确定各指标的风险值：查表2确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b1=R11 R12T。步骤三：确定各指标的权重： 权重向量为w1=建筑物沉降累计权重，建筑物沉降速率权重0.6，0.4步骤四：确定建筑物沉降的安全指数坑周（有压）管线安全

35、指数IB2步骤一：确定管线沉降安全分析指标累计指标： 速率指标：管线最大沉降速率（mm/d）步骤二：确定各指标的风险值查表2确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计算指标风险值，风险值组成向量为b2=R21 R22T。步骤三：确定各指标的权重：权重向量为w2=管线沉降累计权重，管线沉降速率权重0.6，0.4步骤四：确定建筑物沉降的安全指数坑周地表沉降安全指数IB3步骤一：确定地表沉降安全分析指标累计指标：（） 速率指标：地表最大沉降速率（mm/d）步骤二：确定各指标的风险值查表2确定对应安全等级；根据安全等级查表3、4确定风险可能性P与影响后果C的估值；计

36、算指标风险值，风险值组成向量为b3=R31 R32T。步骤三：确定各指标的权重： 权重向量为w2=地表沉降累计权重，地表沉降速率权重0.6，0.4步骤四：确定地表沉降的安全指数基坑周边环境安全指数IB3、单因素安全评价指标表7.14 基坑本体各单因素安全评价指标评价指标I安全状态II跟踪关注状态III预警状态IV报警状态V危险状态墙体测斜累计（）1.41.422335>5速率（mm/d）2244668>8墙体弯矩累计0.30.30.50.50.70.70.9>0.9立柱隆沉累计（）1.0122334>4速率（mm/d）2233558>8支撑轴力累计0.30.30.

37、60.60.80.81.0>1.0表7.15 基坑周边环境各单因素安全评价指标评价指标I安全状态II跟踪关注状态III预警状态IV报警状态V危险状态建筑物沉降累计（）0.80.81.01.02.02.02.5>2.5速率（mm/d）（mm/d）22558810>10管线沉降累计0.50.50.60.60.80.81.0>1.0速率（mm/d）（mm/d）22558810>10地表沉降累计（）11225510>10速率（mm/d）（mm/d）2288101020>20表7.16 风险可能性P估值等级估值描述一级0.00.2风险发生可能性极小二级0.20.

38、4风险不太可能发生三级0.40.6风险可能发生四级0.60.8风险很可能发生五级0.81.0风险几乎肯定会发生表7.17 风险影响后果C估值等级估值描述一级0.00.2损失极小或无损失二级0.20.4有一定的损失，有少量财产损失，无人员伤亡三级0.40.6损失较大，有较大财产损失，有少数人员伤亡四级0.60.8损失很大，有重大财产损失，有较多人员伤亡五级0.81.0损失极大，造成恶劣社会影响和政治影响4、基坑本体安全评判各因素的权重向量算法（1）构造判断矩阵基坑本体的影响因素集，采用层次分析法19标度，进行因素之间两两比较，构造判断矩阵，结果如表7.18所示。表7.18 基坑支护体系各评判因素

39、判断矩阵因 素墙体测斜墙体弯矩立柱隆起支撑轴力墙体测斜11/235墙体弯矩2146立柱隆起1/31/413支撑轴力1/51/61/31（2）求解判断矩阵的最大特征根a. 基坑本体判断矩阵的求解解得：4，0.5152 0.8216 0.2218 0.1020归一化后的特征向量为：0.31 0.50 0.13 0.06（3）一致性检验在判断矩阵中可能会出现反常情况，如“A比B重要，B比C重要，C比D重要，D比A重要”。为避免这种情况，应进行一致性检验以确保逻辑上的统一。计算一致性指标CI（Consistency Index） （7-10）平均随机一致性指标RI （Random Index），Sat

40、ty给出了它的值，见表7.3.16。表7.19 19阶判断矩阵RI值表矩阵阶数123456789RI000.580.91.121.241.321.411.45从上表可以看出，四阶矩阵对应的；计算一致性比例CR （Consistency Ratio）： （7-11）因为，所以认为判断矩阵的一致性是可以接受的。将特征向量0.31 0.50 0.13 0.06作为基坑本体影响因素的权重集；因此，基坑本体影响因素的权重集为：W= 测斜权重，弯矩权重，立柱权重，轴力权重= 0.31 0.50 0.13 0.067.4基于实测数据的动态风险评估技术应用 7.4.1工程概况1）周边情况 本工程基地位于浦东新

41、区丁香路以南、民生路以东、长柳路以西。四周以道路和高层建筑为主，道路下有较多地下管线，基地红线距离周边道路、地下管线及建筑物均较近。图7.4.1.1 现场位置图2） 场地地质条件概述根据上海豪斯岩土工程有限公司编制的“丁香路778号商业办公楼项目岩土工程勘察报告”（KJ0829）（2009-1-13），场地地质条件简述如下：(1) 潜水：拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，潜水的主要补给来源为大气降水，水位埋深随季节变化而变化，钻探期间测得钻孔静止水位0.91.6m，（绝对标高为2.553.16m）。(2) 承压水：本场地浅部第夹层为微承压水，深部层粉土、砂土为承压含水层，场地第1层最浅层

42、面埋深为27.67m。勘察期间，承压水尚未稳定，建议在施工前进行观测。根据上海市长期观测调查，其水位埋深呈周期性变化，一般为3.011.0m。设计时应按最浅水头埋深3m考虑。因为本工程基坑开挖深度较深，坑底土体抗承压水稳定性问题比较突出。(3) 不良地质现象一：暗浜。根据勘察结果，拟建场地有暗浜分布，主要分布在地下室南部，少量在地下室东北，暗浜深在2.5m3.7m，上部以粘性土为主，少量建筑垃圾，底部局部有黑色淤泥，对基础施工及基坑围护影响较大。在G1号孔附近们为处有化粪池，有临时建筑覆盖，没有查明，在平面图标有大致范围。因此在围护结构施工和土方开挖过程中需考虑其不利影响，采取适当措施进行处理，确保围护结构施工质量。(4) 不良地质现象二：软弱土层。场地内第层、第层均为淤泥质软土层，属于饱和、流塑状态，两层总厚度超过10m。这两层土抗剪强度低，灵敏度中高，具有触变性和流变性特点，是上海地区最为软弱的两个土层；同时也是导致基坑围护体变形、内力增大的两个土层。在基坑围护结构设计和施工中，应注意这几层土对基坑开挖的影响，尽量避免对主动区土体的扰动；并采取适当、