Risk Assessment Method of Internal Support Structure and Feasibility Study of Dismantling the Support
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摘要: 内支撑支护结构广泛应用于深基坑工程，对其进行风险评估能够预判施工过程中存在的风险，有效降低工程事故的发生概率。从工程实际需求出发，将内支撑支护结构典型的变形和内力监测数据归纳为安全评价指标，以监测报警值为评价尺度对各指标进行量化，根据层次分析理论建立了一种基于现场实测数据的风险分析方法，并依托实际工程验证了风险评估方法的合理性，最后利用PLAXIS3D软件建立有限元三维仿真模型，分析了支撑拆除方案的可行性。研究表明，各评价指标权重系数的取值是影响风险评价结果的关键，把桩体测斜作为主要控制指标能够起到较好的评价效果；为确保基坑处于安全状态，建议将风险度严格控制在0.6以下。Abstract: The study of risk assessment methods of internal support structures, which are widely used in the construction of deep foundation pit projects, can timely discover the risks existing in the construction process and effectively reduce the probability of engineering accidents. Starting from the actual needs of the project, the typical deformation and internal force monitoring data of the internal support structure were summarized as safety evaluation indexes. The monitoring alarm values were used as evaluation scales to quantify each index. According to the Analytic Hierarchy Process (AHP) theory, a risk analysis method based on on-site measured data was established, and the rationality of the risk assessment method was verified through practical engineering. Finally, a finite element three-dimensional simulation model was established using PLAXIS3D software to analyze the feasibility of the support demolition stage. The study shows that the problem of taking the corresponding weights of each evaluation index is the key to influence the risk level of the foundation pit, and the pile body measurement inclination, as the main safety evaluation index, should play a controlling role in the process of risk analysis. It is suggested that the risk degree should be strictly controlled below 0.6 in the actual project to ensure that the foundation pit is in a safe state.
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Key words:
- internal support /
- monitoring data /
- risk assessment /
- numerical model
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表 1 安全评价指标重要程度赋分标准
赋值(aij) 区间状态描述 1 i指标在评价过程中的重要性与j指标相同 [2, 3] i指标在评价过程中的重要性稍大于j指标 [4, 5] i指标在评价过程中的重要性大于j指标 [6, 7] i指标在评价过程中的重要性远大于j指标 [8, 9] i指标在评价过程中的重要性绝对大于j指标 
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表 2 风险度r等级划分及决策准则
等级 风险度 描述 风险决策 一级 [0, 0.2] 安全 正常管理和监测 二级 [0.2, 0.4] 关注 需加强管理和监测 三级 [0.4, 0.6] 预警 警惕，采取密切监控措施 四级 [0.6, 0.8] 报警 高度警惕，制定并实施控制方案 五级 [0.8, 1] 危险 停止施工，启动风险应急预案
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表 3 土的物理力学指标
土层编号 土层名称 γ/(kN·m−3) φ/(°) c/kPa Es/MPa ① 素填土 18.0 9.6 0.2 5.3 ② 粉质黏土 18.3 6.0 17.6 10 ③ 粉土 19.1 20.6 7.4 14 ④ 粉质黏土 18.5 7.3 18.4 19 ⑤ 粉土 19.3 21.0 7.0 14 ⑥ 粉质黏土 18.3 8.0 21.1 15 ⑦ 粉土 18.8 24.1 7.5 10.2
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表 4 区域二开挖及设撑施工工况统计
施工阶段 工况描述 时间 工况一 放坡4 m，架设第一道支撑 5月14日 工况二 开挖9.4 m，架设第二道支撑 6月01日 工况三 开挖13.9 m，架设第三道支撑 6月26日 工况四 开挖18.9 m，架设第四道支撑 7月19日 工况五 开挖至基底，浇筑底板 8月14日
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表 5 监测指标报警值统计
分析
区域桩体测斜
/mm支撑轴力
/kN支护桩
弯矩/(kN·m)坡顶变形
/mm立柱沉降
/mm水位变化
/mm① 60 1850 10800 45 20 ② 90 1850 10800 60 20 ③ 90 1850 60 2000 ④ 90 1850 10800 60 2000 ⑤ 90 1850 10800 60 ⑥ 60 1850 10800 45 ⑦ 60 1850 10800 45
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表 6 模型中的土体参数设置
土层
编号土层
名称E50ref/
MPaEoedref/
MPaEurref/
MPa① 素填土 5.3 5.3 26.5 ② 粉质黏土 10.0 10.0 50.0 ③ 粉土 14.0 14.0 70.0 ④ 粉质黏土 19.0 19.0 95.0 ⑤ 粉土 14.0 14.0 70.0 ⑥ 粉质黏土 15.0 15.0 75.0 ⑦ 粉土 10.2 10.2 51.0
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图(14) / 表(7)
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