基于灰色關聯度的深基坑支護敏感因素分析

黃明輝，陳樂意

（南昌航空大學土木建筑學院，江西 南昌 330063）

0 引 言

因城市建設需求，深基坑工程多位于建筑物密集地區，若基坑支護項目出現事故，可能對周邊環境造成重大損失.因此在基坑工程設計和施工過程中，有必要對影響基坑開挖變形的若干因素進行重要性分析，以便隨時調整基坑支護及施工作業參數，加強對基坑變形的預測[1].在基坑工程的安全性能評定中，基坑穩定性受支護結構形式、巖土體材料等諸多因素影響，具有較大的隨機性，影響圍護結構變形和周邊地層沉降的因素較為復雜，基坑支護穩定性與影響因素間呈復雜的非線性關系[2].

針對深基坑變形因素的敏感性分析，迄今已有部分學者展開過相關研究.董秀竹等[3]以武漢某深基坑工程為例，對影響基坑支護變形的基坑分層厚度、基坑內襯厚度、挖土寬度進行系統分析，通過對三項施工參數的灰色關聯分析，研究得出不同施工參數對基坑支護穩定的影響性強弱，為指導基坑經濟化與信息化施工提供參考.閆威[4]將灰色關聯度理論與層次分析法相結合，提出一種灰色關聯改進模型，并將此種灰色關聯模型應用于基坑工程支護方案分析，研究結果表明灰色關聯度理論可較好地適用于基坑支護方案制定，具有較強的工程應用價值.唐江明等[5]為預測某基坑工程坡頂位移，分別采用BP 神經網絡法、時間序列ARMA 模型、灰色關聯分析法對基坑穩定性進行系統分析，研究結果表明基于灰色關聯度理論的分析模型具有明顯優點，其穩定性較強，且誤差滿足工程要求，有利于基坑工程的長期預測.

以往學者的研究結果表明，采用灰色關聯分析方法[6]可較好的對敏感性因素進行優化分析，然而目前針對基坑工程的相關研究尚有欠缺，且其研究方向離散型較強，并未針對基坑支護結構參數、巖土體參數等方面展開全面、系統的論述.因此本文采用有限元分析方法，并基于灰色關聯度理論[7]，對選取的各類影響因素進行分析和排序，以確定各主行為（影響因素）間的關聯關系強弱，計算出各敏感性因素對基坑擾動的主次關系，有助于揭示基坑支護作用機理，也為基坑支護設計方案優選和基坑信息化施工提供參考.

1 灰色關聯分析方法

定義X0＝（x0（1），x0（2），…，x0（n））為各分析對象的參考數列，其比較數列為：

定義某實數γ（x0（k），xi（k）），n 為樣本數量，若該實數

滿足：

（1）規范性：

（2）接近性：

則γ（x0，xi）為x0與xi的灰色關聯度，γ（x0（k），xi（k））為x0與xi在點k 處的關聯系數[8].

運用灰色關聯分析方法的主要分析過程如下：

①確定參考數列x0與比較數列xi（i＝1，2，…，m），得出各項數列初值像為：

②數列去量綱處理

因參考數列與比較數列物理意義有所不同，且其單位與數量級也有較大差異，無法直接進行比較，因此在進行灰色關聯分析時，應對各數列數據去量綱化處理，以消除各數列量綱影響.去量綱方法較多，通常有初值、均值、極差變換等多種方法，本節選用均值法對數據進行去量綱處理，定義樣本數量n，樣本算術平均數去量綱值則均值法計算公式為：

③定義Δi（k）為參考數列與比較數列差的絕對值，則差異數列Δi表示為：

⑤求關聯系數γ（x0（k），xi（k））為：

式中ξ 為分辨系數，一般取值為0.5[9].

⑥求關聯度γ（x0，xi）為：

經計算得到的各項敏感因素的關聯度中，關聯度γ（x0，xi）越大，則該敏感因素影響越大.當 γ（x0，x1）計算數值大于 γ（x0，x2）時，可說明 γ（x0，x2）對基坑變形貢獻大于前者，設“?”為灰色關聯序，則二者的敏感性主次關系可表示為 γ（x0，x1）?γ（x0，x2）.因樣本參數已做去量綱處理，計算所得關聯度數值無定量含義，只作為同組內各類敏感性因素主次關系的定性分析的參考.

2 有限元模型算例

2.1 工程概述

為系統分析南昌砂-巖復合地層下深基坑變形特征及影響因素，選取南昌市區某深基坑工程為例進行數值分析，該工程支護對象為兩層地下室，基坑圍護結構采取樁錨支護形式.鑒于該項目基坑支護較深、支護面積大且周邊環境復雜等特點，為細化考慮基坑支護效果，并提高后續多組變參數模型的計算效率，選取基坑典型支護段斷面展開分析.根據地質狀況及工程特點，基坑平均設計深度14.9 m，地下水埋深為5 m，并選用直徑1 000 mm 鉆孔灌注排樁為主體支護，外設三道直徑150 mm 預應力錨索的組合支護形式，其中第一道錨索與第二道錨索長度為20 m，第三道錨索長度為15 m，并依照支護設計要求，下部樁體需嵌固至中風化泥質粉砂巖7 m 及以上深度位置處.考慮基坑工程止水效果，基坑沿支護結構外圍設置單排直徑850 mm 的三軸攪拌樁形成止水帷幕，三軸攪拌樁需進入強風化泥質粉砂巖0.5 m 以上深度，以切斷基坑內外水源補給.經實地鉆探，場區內地層由地表向下主要由雜填土、黏土層、砂礫層和泥質粉砂巖構成，各層土體物理力學參數如表1 所示.

表1 土層材料參數

2.2 有限元模型設置

為合理分析基坑施工狀態下的土體及圍護結構變形情況，有限元分析需合理選取材料模型進行運算.本項目分析模型中，各層土體選取Hardening-Soil 彈塑性土體本構模型參與計算，并根據地質勘查資料對地層分布進行簡化處理，使基坑各土層呈水平層狀分布.考慮基坑施工影響寬度約為基坑開挖深度的3～4 倍，影響深度約為基坑開挖深度的2～3 倍[10].本項目基坑工程中，基坑開挖深度為14.9 m，為消除模型邊界效應影響，基坑外側取60 m 寬度范圍，基坑底部以下范圍取52 m 參與運算.

由于基坑圍護構件剛度相對巖土體較大，支護結構受力主要表現為彈性變形，因此支護構件選取彈性材料模型參與計算.其中灌注樁采用梁單元模擬，錨索采用植入式桁架單元模擬，止水帷幕樁采用界面單元模擬，巖土體采用平面應變單元建立.模型假設土體滲透性為各向同性，定義降水井為排水界面，設置降水井處節點壓力水頭值為零.由于三軸攪拌帷幕樁滲透系數相對周邊地層很小，因此模型分析設置止水帷幕為不透水邊界.考慮基坑外側材料堆載、施工車輛運行等外界因素影響，模型沿基坑外側設置大小20 kPa 作用范圍10 m 的超載作用.各支護構件的結構參數可詳見于表2.基坑工程有限元模型如圖1 所示.

表2 基坑支護模型材料參數

3 支護構件參數對基坑變形影響研究

3.1 灌注樁強度敏感性分析

圖1 有限元分析模型

基坑工程支護過程中，圍護結構變形與樁體強度密切相關，為研究灌注樁強度對基坑整體穩定性影響規律，模型分析以C35 強度等級混凝土為參考，分別對C25～C45 強度等級混凝土下基坑支護穩定展開論述.數值分析過程不改變土體材料參數，并保持其余結構參數不變，通過分析基坑開挖支護完成后支護結構變形、坑外土體沉降差異，對灌注樁強度敏感性進行評述.鋼筋混凝土重度取25kN/m3，泊松比取值為0.2[11]，C25～C45強度等級混凝土彈性模量取值[12]如表3 所示.

表3 混凝土強度參數取值 （GPa）

根據有限元計算結果，灌注樁在不同鋼筋混凝土強度下，基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線分別如圖2、圖3 所示.當混凝土強度較小時，基坑支護樁變形、坑外地表沉降值相對較大.結合胡世飛[13]研究結果，當樁體強度不斷增大時，巖土體與支護結構變形逐漸減小，基坑工程亦朝向穩定方向發展.

圖2 不同混凝土強度下樁身變形趨勢

圖3 不同混凝土強度下地表沉降趨勢

由圖中曲線分布及數值變化可以看出，隨著混凝土強度增長，樁體變形與地表沉降現象明顯減弱.由此可見，基坑支護穩定對灌注樁強度敏感性較小，提高混凝土強度雖然可以在一定程度上減緩支護結構與地表土體變形趨勢，但混凝土強度提升程度越大，后續的支護結構與地表土體變形限制作用越弱.灌注樁混凝土強度到達一定程度后，繼續提高混凝土強度等級對控制基坑變形效果而言，不僅支護效果不再明顯，并且將會大幅度提高工程費用，造成支護性價比降低.

3.2 支護樁插入比敏感性分析

作為基坑支護設計的重要參數之一，圍護結構入土深度對基坑整體穩定性起到關鍵作用.圍護結構入土深度不足，不僅對支護變形值產生影響，更有可能對基坑抗穩定性產生威脅.陳震[14]等采用理論計算與數值分析兩種方法對基坑支護樁插入比進行了深入研究，并對基坑插入比進行優化分析.研究結果表明，增加圍護結構入土深度，可以有效減小支護體系側移及坑外地表沉降.而在下臥有基巖的嵌巖支護基坑中，支護結構嵌固深度對基坑的穩定性影響尚未形成統一的認識，需要展開進一步探析.

為分析支護結構嵌固深度對基坑穩定影響，定義支護結構在基坑底部以下嵌固段深度與基坑開挖深度的比值為支護構件插入比.因本項目基坑開挖深度14.9 m，支護樁嵌固深度4.8 m，可知灌注樁插入比為0.32.以插入比0.32 為參照，分別取插入比為0.12、0.22、0.32、0.42、0.52 的5 種研究方案，對5 種不同插入比下的基坑支護結構變形、坑外地表沉降值變化，通過有限元計算得出支護構件插入比對基坑穩定性的影響規律.5種支護結構插入比取值方案見于表4.

表4 灌注樁插入比取值

由二維有限元計算數據，可得出圖4、圖5 所示支護樁在不同插入比下，基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線.支護構件插入比與支護結構位移、坑外地表沉降呈負相關關系.由圖中曲線分布及數值變化可以看出，當圍護結構插入比較小時，支護樁變形與地表沉降數值較大.而隨著灌注樁嵌固深度的增加，樁體變形與地表沉降得到有效遏制.在一定范圍內，支護樁插入比增大有助于基坑穩定性能，當樁體嵌固深度持續增加時，支護樁入土深度對支護結構側移及坑外地表沉降的限制作用已明顯減弱.

對比圖中數據分析可知，支護構件嵌固段為基巖時，因基巖強度相對土體較大，整體力學性能較優異，可為支護樁提供較好的限制作用，因此嵌巖支護基坑可適當減小嵌巖段長度.當支護樁插入比達到一定數值后，繼續增加樁體嵌固段長度對限制樁體最大側移效果微弱，因此在滿足基坑抗隆起與抗滲流穩定條件下，應適當選擇支護結構嵌固深度，尋求支護體系穩定與工程經濟的最優解.

3.3 樁-錨水平間距敏感性分析

圖4 不同插入比下樁身變形趨勢

圖5 不同插入比下地表沉降趨勢

在基坑工程開挖支護過程中，支護結構受坑外土壓力作用，樁間部分土體因水平向約束不足產生不同程度剝落現象.因樁間土體在臨近樁體處的側向位移較小，在遠離樁體處側向位移較大，而產生非均勻性位移.受土顆粒間粘結力與摩阻力影響，引起樁間與樁后土體抗剪能力的發揮[15]，使土體顆粒形成相互“楔緊”作用[16]，并在一定土層區間范圍內產生土拱效應.為分析支護結構水平間距變化對基坑支護穩定影響，吳云剛等[17]以武漢某軟土基坑支護工程為例，對影響基坑穩定的圍護結構水平間距進行了系統分析.研究結果表明，當支護樁與水平約束構件間距減小時，基坑橫向變形及豎向沉降值也不斷減小，此時基坑支護逐漸趨于穩定狀態.

在本項目基坑工程中，基坑支護采用一樁一錨形式進行支護，灌注樁與錨索初始水平間距為1.2 m.為分析樁錨水平間距變化對基坑穩定影響規律，保持一樁一錨的支護形式不變，對灌注樁與預應力錨索水平間距進行調節.在二者水平間距1.2 m 的基礎上，對其間距分別減小0.4 m、減小0.2 m、增大0.2 m、增大0.4 m，分析5 種方案間支護敏感差異.灌注樁與錨索水平間距取值方案如表5 所示.

表5 灌注樁與錨索間距取值 （m）

根據不同樁錨水平間距下的模型分析結果，顯示圖6、圖7 所示基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線.由圖中曲線分布及數值變化可以看出，支護結構位移、坑外地表沉降與基坑樁錨水平間距密切相關，二者在關系曲線上表現為鮮明的正相關關系.當樁錨水平間距較小時，基坑支護效果良好，支護樁變形與地表沉降數值亦較小.隨著樁錨水平間距增加，樁間土體剝落程度增大，支護樁與錨索數量減少，支護效果也有所下降.

在數值分析模型中，因支護樁剛度相對土體較大，且受鋼筋混凝土自身性質影響，當樁土發生協同變形時，樁體變形主要為彈性變形，因此以往學者利用有限元分析方法對鋼筋混凝土材料進行研究時，常采用彈性材料來描述其受力變形行為.在該數值模型中，支護樁采用彈性材料進行分析，由圖中樁身水平位移曲線可以看出，因彈性材料特性影響，支護樁樁頂變形與樁身中部最大變形出現相反趨勢.其原因為基坑在大體積土方開挖下，中部樁體出現較大程度的側向變形，引起上部樁體回彈，支護樁以附加變形的形式吸收了部分因基坑開挖產生的釋放應力，直接引起樁體沿深度范圍內產生不均勻偏移.

圖6 不同樁-錨間距下樁身變形趨勢

圖7 不同樁-錨間距下地表沉降趨勢

基坑樁錨支護體系設計時，應同時考慮支護體系強度與樁間土體下滑力，并對樁錨水平間距選取進行適當優化選取，若樁錨水平間距過大，則可能造成基坑支護剛度不足.若設計樁錨水平間距過小，又會造成支護樁與錨索數量多，導致基坑支護的安全儲備太大，引起資源浪費.在保證基坑側壁安全的基礎上，應盡量減小支護樁與預應力錨索實際施工數量，以求基坑工程設計與施工的科學性、可持續發展性.

3.4 樁徑敏感性分析

基坑工程支護設計中，樁體截面變化對基坑整體支護剛度影響明顯.艾建凌[18]研究結果表明，樁體剛度與支護樁樁徑成正比.樁體最大側向位移、坑外地表沉降隨著樁徑增大而逐漸減小.為分析樁徑對基坑支護穩定影響，以0.6 m 的初始樁徑為參考，將樁徑分別減小0.2 m、減小0.4 m、增大0.2 m、增大0.4 m，并對前后幾種不同樁體直徑下的基坑支護變形、坑外地表沉降狀況展開研究.5 種不同樁徑的取值方案如表6 所示.

表6 灌注樁樁徑取值 （m）

由模型分析結果，不同截面面積的樁體形式下，基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線分別如圖8、圖9 所示.由圖中曲線分布及數值變化可以看出，當灌注樁直徑較小時，基坑整體支護剛度相對較弱，基坑支護樁變形、坑外地表沉降值則相對較大.以支護樁變形峰值為例來看，樁徑分別減小0.2 m、減小0.4 m、增大0.2 m、增大0.4 m 時，基坑灌注樁最大側移值分別為24.220 mm、34.662 mm、18.809 mm、17.776 mm.樁體最大位移變化幅度分別為40.661%、15.078%、8.552%、13.575%.當樁徑分別減小0.2 m、減小0.4 m、增大0.2 m、增大0.4 m 時，坑外地表最大側移值分別可達17.735 mm、23.359 mm、14.503 mm、13.451 mm.地表最大沉降值變化幅度分別為13.741%、34.509%、5.197%、12.074%.由此可見，在一定范圍內增大灌注樁直徑可以明顯減小基坑整體變形及對基坑周邊環境影響.而當樁體直徑達到一定程度時，再繼續增大支護構件截面，對控制基坑變形效果已不再明顯.

圖8 不同樁徑下樁身變形趨勢

圖9 不同樁徑下地表沉降趨勢

3.5 預應力敏感性分析

錨索施工狀態下，施加在錨索上的預應力可給錨索注漿段提供足夠的先期拉力，增大錨固段與周圍土體摩阻力，從而在水平向對基坑支護樁起到積極的約束作用.

為研究錨索預應力對基坑支護構件及坑外地表土體穩定影響，劉東燕等[19]采用有限差分軟件FLAC3D，建立基坑開挖支護的三維模型進行仿真分析，并對5 種不同錨索預應力下的基坑側壁變形及地表沉降展開研究.研究結果表明，錨索預應力越大，基坑側壁變形及地表沉降程度越小，錨索預應力對限制基坑變形作用明顯，可大幅減小坑外土體沉降.本文以300 kN 的預應力初始值為參考，保持其余支護結構參數及施工工藝不變，將錨索預應力分別減小100 kN、減小50 kN、增大50 kN、增大100 kN，分別對前后5 種不同錨索預應力下的基坑支護結構變形、坑外地表沉降值展開探析，利用有限元運算程序計算得出錨索預應力數值對基坑穩定性的影響規律.5 種錨索預應力取值方案見于表7.

表7 錨索預應力取值 （kN）

由模型計算結果，繪制得到圖10、圖11 所示基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線.由圖中曲線分布及數值變化可以看出，支護結構位移、坑外地表沉降與錨索預應力密切相關.當錨索預應力較大時，提供給注漿段先期拉力越大，由支護樁變形帶引起的部分軸向拉力與預應力相互抵消，較大程度緩解了支護樁與錨索側向附加變形.在一定范圍內，錨索預應力數值越大，則錨索可承受的軸向拉力越大.隨著錨索預應力的增大，錨索水平向對灌注樁的約束作用越明顯，則支護樁變形亦越小.根據“地層損失”理論，基坑開挖過程中，坑外地表沉降均由支護構件變形所引起，因此錨索預應力數值增大，不僅對支護樁側向位移起到良好的限制作用，也對限制地表沉降起到重要影響.

基坑設計與施工時，應綜合考慮錨索預應力取值影響，當預應力取值較小時，錨索與巖土體粘結強度未充分發揮，進而可能造成支護樁水平向約束不足，影響基坑整體穩定性.當錨索設計預應力過大時，因錨索注漿段與巖土體粘結強度有限，造成預應力浪費，且錨索預應力設計值過大，造成施工困難.

圖10 不同預應力下樁身變形趨勢

圖11 不同預應力下地表沉降趨勢

3.6 錨索錨固段長度敏感性分析

在城市基坑工程建設中，由于施工場地和空間限制，往往不允許進行放坡開挖.此種情況下，為保障基坑安全性需求，基坑支護結構常配合預應力錨固技術對基坑展開聯合支護.基坑預應力錨索可以有效地利用土體強度與自身穩定性，限制支護結構及臨近土體變形.而錨索錨固段長度作為錨索設計中的重要一環，其長度大小對于錨索性能的發揮作用明顯.為研究錨索錨固段長度對支護結構變形及坑外地表土層沉降影響，黃明輝[20]以南昌某基坑工程為背景建立三維有限元模型，并對影響樁錨支護體系性能的錨桿支護長度、錨固傾角展開了細致的分析，研究結果表明，隨著錨桿錨固長度的增大，錨桿與臨近土體粘結力不斷增大，錨索積極地約束了支護樁體的側向位移，并在一定程度上限制地表土體沉降的持續發展.

分析模型以第一道錨索注漿錨固長度9 m、第二道錨索注漿錨固段長度11 m、第三道錨索注漿錨固段長度7 m 為基準，對三道預應力錨索的錨固長度同時增加1～4 m，以探析錨索錨固段長度差異對基坑變形影響.5 種方案下三層道應力錨索錨固段長度取值變化見于表8.

表8 錨固長度取值 （m）

由后處理數據來看，基坑支護錨索在不同錨固長度下，基坑支護構件側移及坑外地表沉降曲線分別如圖12、圖13 所示.由圖中曲線分布及數值變化可以看出，當錨索注漿段較小時，基坑支護樁變形、坑外地表沉降值相對較大.隨著錨索注漿段長度增長，樁體變形與地表沉降現象明顯減弱.根據圖中不同錨固長度下，基坑沉降曲線可以明顯看出，受支護樁側移及錨索自重影響，錨索出現水平向及豎直方向的側移.因錨索注漿段與臨近土體摩擦力作用，引起錨索及周邊土體發生協同變形，進而造成錨索尾部上方的地表土層中出現沉降槽.當錨索注漿段長度發生變化時，錨索注漿段位置亦發生改變，深層土體中與錨索發生協同變形的位置區域也有所不同，為彌補深層土體變形，帶動地表土體沉降產生，由于深層土體中變形位置的差異，引起地表沉降槽的側移現象.

圖12 不同錨固長度下樁身變形趨勢

圖13 不同錨固長度下地表沉降趨勢

在土層中安置預應力錨索，其與土體共同形成筋土復合結構，可較大程度地提高基坑外側巖土體抗滑移能力，隨著錨固長度的增加，注漿錨固體與土層接觸面積增大，錨固體與臨近巖土體總粘結力也相應增大，有助于控制基坑側壁變形.但是在實際工程中，若錨索長度過大，不僅施工質量難以把控，且因基坑場地限制，將遠超出建筑紅線以外，對周邊地下管線及臨近建筑后續開發與規劃造成不利影響.

4 基坑變形灰色關聯分析

4.1 圍護結構參數下基坑變形關聯度分析

（1）參考數列與比較數列確定

選擇基坑支護樁側移最大值為參考數列，定義樁體變形的矩陣數列為X.并將影響樁體變形的混凝土強度、樁體插入比、樁徑、樁錨水平間距、錨索預應力及錨索注漿段長度視為比較數列，將其定義為矩陣數列Z.參考數列與比較數列在本節可表示為：

提取上節各影響因素參數及運算結果如表9 所示，因參考數列數值與比較數列中混凝土彈性模量、插入比、樁徑、錨索預應力及錨索注漿段長度呈負相關關系，故將其數值進行倒數化處理，使參考數列與比較數列轉變成正相關函數關系.樁錨水平間距與樁身側移呈正相關，因此不做調整.

表9 各影響參數下支護樁最大側移值統計

將上表數據匯總，可得參考矩陣與比較矩陣如下：

（2）數列去量綱處理

選用均值法對數據進行去量綱處理，去量綱后的參考矩陣與比較矩陣為：

（3）求差異矩陣Δi

（4）求差異矩陣Δi中二級最大差M 與最小差m

可得關聯系數矩陣M

（5）求關聯系數矩陣V

（6）由關聯系數矩陣求關聯度

將關聯度排序可知，混凝土彈性模量?錨索注漿段長度?樁錨水平間距?錨索預應力?樁徑?插入比.即6 項影響因素中，對基坑支護樁穩定影響程度從大到小依次為混凝土彈性模量（混凝土強度）、錨索注漿段長度、樁錨水平間距、錨索預應力、樁徑、插入比.

同理，選擇坑外地表最大沉降值為參考數列，將影響地表的混凝土強度、插入比、樁徑、樁錨水平間距、錨索預應力、錨索注漿段長度視為比較數列，由關聯系數矩陣可求得影響坑外地表沉降的關聯度排序為混凝土彈性模量?錨索注漿段長度?樁錨水平間距?錨索預應力?樁徑?樁體?插入比.即6 種敏感性因素對基坑支護樁、坑外地表沉降關聯度排序相同.支護結構參數對坑外地表沉降的影響性能從大到小依次為混凝土彈性模量（混凝土強度）、錨索注漿段長度、樁錨水平間距、錨索預應力、樁徑、插入比.

4.2 巖土體參數下基坑變形關聯度分析

由經典土力學理論，巖土體粘聚力、內摩擦角、容重數值直接影響土壓力大小，決定基坑支護構件受力狀態.而彈性模量作為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，可以較大程度地反映出土體與結構材料發生變形的基本性質，在有限元建模分析中作為一項基本參數而體現出重要作用.為控制巖土體參數變化，工程中常通過控制土層中含水量、采用注漿加固、土體夯實等方法以改善巖土體參數，進而提高基坑整體穩定性.因此對不同巖土體參數的敏感性展開研究，具有積極的工程意義.

為分析不同巖土體參數對基坑支護穩定的敏感性，采用前節所述研究方法，選擇支護樁側移與坑外地表沉降的最大值為參考數列.將影響樁體變形的土層粘聚力、內摩擦角、容重、土體彈性模量視為比較數列，將關聯度排序可知，土體彈性模量?土體容重?粘聚力?內摩擦角.即4 項影響因素中，對基坑支護樁穩定影響程度從大到小依次為土體彈性模量、土體容重、粘聚力、內摩擦角.

4.3 降水參數下基坑變形關聯度分析

利用降水井對基坑底部以上地下水進行疏干，因坑外設置有止水帷幕，抽水狀態下基坑內側地下水位急劇降低，隨著基坑開挖深度與地下水降低深度的增加，基坑臨近土層中應力場與滲流場難以避免地出現擾動影響，并呈現出復雜且不穩定的形態.降水井抽排水前后，基坑內外兩側地下水位高差不斷增大，在基坑樁外側形成較大的水土壓力，對基坑側壁及支護體系安全造成威脅，更有可能在基坑中形成突涌、側漏、滑坡等災害現象.因此對影響地層滲流場的地下水位埋深、土體滲透系數、降水井深度、降水井間距展開研究有利于探明滲流影響下基坑變形破壞機理，對把握基坑支護安全而言具有積極的工程實踐意義.

分別選擇支護樁側移最大值、坑外地表沉降最大值為參考數列.并將影響基坑支護穩定的土體滲透系數、地下水埋深、降水井深度、降水井間距視為比較數列.由上節計算方法可求得各類敏感因素關聯度，將關聯度排序可知，降水井深度?地下水埋深?滲透系數?降水井間距.即4 項影響因素中，對基坑支護樁、地表土體穩定影響程度從大到小依次為降水井深度、地下水埋深、滲透系數、降水井間距.

5 結 語

為研究影響基坑支護穩定的各類敏感性因素，本文從支護構件參數（樁體強度、插入比、樁錨水平間距、樁徑、錨索預應力、錨索錨固段長度）、降水參數（土層滲透系數、地下水埋深、降水井深度、降水井間距）、巖土體材料參數（粘聚力、內摩擦角、彈性模量、容重）三個方面展開論證分析，并采用灰色關聯度理論，計算出各敏感性因素對基坑擾動的主次關系，以確定各影響因素間的關聯關系強弱.得到主要結論如下所示：

（1）在影響基坑穩定的6 項設計影響因素中，支護結構參數對基坑支護穩定、坑外地表沉降的影響程度從大到小依次為混凝土彈性模量（混凝土強度）、錨索注漿段長度、樁錨水平間距、錨索預應力、樁徑、插入比；

（2）將關聯度排序可知，彈性模量?土體容重?粘聚力?內摩擦角.即4 項影響因素中，對基坑支護樁穩定、坑外地表沉降影響程度從大到小依次為土體彈性模量、土體容重、土體粘聚力、土體內摩擦角；

（3）在基坑降水的4 類影響因素中，影響程度為降水井深度?地下水埋深?滲透系數?降水井間距.即對基坑支護穩定影響程度從大到小依次為降水井深度、地下水埋深、滲透系數、降水井間距.