深基坑开挖紧邻构筑物安全指标体系与风险评价研究

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当下城市土地资源日渐紧张,超高层建筑日益增多,建筑基坑也向更大更深的方向发展。这些城市深基坑工程周边环境往往很复杂,常存在各类既有构筑物,比如地铁隧道、高层建筑、市政管线、城市道路、高架桥等,使得城市深基坑施工面临许多风险因素。因此,建立一套涵盖各类构筑物的安全指标体系,并在此基础上对紧邻构筑物作安全风险评估具有深远的意义。本文在深基坑紧邻构筑物指标体系和风险评估方法方面进行了一系列研究,并依托上海徐家汇中心基坑工程进行了工程实例验证。深基坑紧邻构筑物安全指标体系包括构筑物状况、地质条件、基坑开挖条件等3项一级指标。其中构筑物状况考虑了隧道、建筑物、地下管线、路面与桥梁等5类构筑物,共计包括16项二级指标,而地质条件与基坑开挖条件分别包括4项二级指标。并在此基础上确定了上述二级指标的各安全等级评判标准,为城市深基坑开挖紧邻构筑物安全评价提供了系统的指标体系。在对深基坑紧邻构筑物评价指标权重确定的研究中,首先确定本研究采用粗糙集理论方法作为客观权重确定方法。然后详述了粗糙集权重确定方法的原理步骤:(1)收集整理大批量工程数据;(2)将工程数据离散化处理,并建立决策信息集合;(3)对决策信息进行知识约简处理;(4)基于ROSETTA软件,求得各条件属性的重要性比例,最后归一化处理得到客观权重。然后按照上述步骤分别求出基坑紧邻隧道、建筑物、地下管线、城市道路和城市桥梁的指标客观权重值。在对深基坑紧邻构筑物风险评估模型的研究中,经过分析对比确定采用集对分析理论评价方法作为基坑紧邻构筑物的连续性风险评价方法。在此基础上,将基坑开挖紧邻构筑物安全指标体系与各构筑物指标客观权重代入。基于集对分析理论,依据联系数计算公式,求解出总指标联系数,再做归一化处理得到各类紧邻构筑物精确化评价得分,最后根据紧邻构筑物安全评分表判断该构筑物所属安全状态。从而建立出涵盖城市隧道、建筑物、地下管线、路面与桥梁等5类构筑物的城市深基坑开挖紧邻构筑物风险评价模型。最后将深基坑紧邻构筑物安全指标体系、构筑物客观权重和风险评价模型应用于上海徐家汇中心项目深基坑工程,阐述了其工程概况、紧邻环境、基坑开挖支护条件以及土质、水文条件,确定该工程需重点考虑的紧邻构筑物为地铁隧道与建筑物。再将上述数据代入紧邻构筑物风险评价模型,确定该评价模型的可应用性。结果表明紧邻隧道安全评分为50.4分,紧邻建筑物评分为63.5分,两者均属于B等级,处于良好状态。此外验证该风险评价模型的准确性与可信度。结果表明,风险评价得分与紧邻隧道的实际安全状态变化趋势基本一致,故应用该风险评价模型作基坑紧邻构筑物安全状态评价具备较高的准确度。
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