2021年10月12日，在腾达建设集团股份有限公司会议室召开由腾达建设集团股份有限公司牵头承担的“软土条形深基坑变形的施工控制理论与实践研究”项目成果评审会。上海市土木工程学会副理事长兼秘书长叶国强主持项目成果评审会，评审专家委员会由陈湘生院士任主任，徐伟教授任副主任，刘千伟、王秀志、廖少明、杨志豪、沈庞勇等任委员。来自腾达建设集团股份有限公司、同济大学、浙江工业大学等单位的20余名技术人员参会。腾达建设集团股份有限公司孙九春总工程师作为项目组组长作了项目情况介绍。

随着我国高层建筑及地下交通的大规模建设，基坑工程向着面积越来越大、深度越来越深的方向发展。基坑开挖深度的增大，对工程技术人员提出了许多重要的工程难题与挑战，而在这些挑战中，如何处理好基坑在降水、开挖及支护等工序施工过程中对周边环境的影响成为了工程的难题与焦点，尤其是对于地处密集城市中心区的大深度开挖，如何有效地控制基坑的变形、保护邻近建筑物和管线的安全是工程技术人员所必须面对的重要问题。而基坑变形的控制及周边环境的保护不仅贯穿于围护结构及支撑体系的设计、围护结构的施工、降水、土方开挖、支撑系统的架设等环节，同时还包括支撑系统拆除及地下结构的施工等的各个环节。在这些环节中，土方开挖与支撑架设环节因显著改变了基坑所处区域地层的力学场，势必引起周围土体应力场、位移场的变化，从而对邻近建筑物和管线的变形产生较大影响，且这种影响与地层特性密切相关。随着国内各大城市轨道交通的发展和对地下空间利用需求的增长，为降低基坑自身的风险，并增大繁华区周边建筑物及管线的安全性，基坑开挖过程中的围护结构变形控制都是不可缺少的。

依据上海轨道交通14号线东西通道及浦东南路站实际工程，项目组以理论为支撑，以实践为导向，通过运用理论分析、足尺试验、实践应用等方法，进行了大量科学研究、技术开发和工程实践。在软土条形深基坑施工控制体系、钢支撑系统安全控制体系、软土条形深基坑围护结构侧向变形的主动控制理论与实施方法、软土条形深基坑精细化挖土支撑方法四个方面取得突破，形成了软土条形深基坑变形的施工控制技术体系： 

1）从软土条形深基坑的施工特点和软土特性出发，研究了影响基坑变形的因素以及相互关系，在此基础上依据系统控制论，提出了基坑施工控制这一全新概念，并在此基础上阐述了基坑施工控制的任务——围护结构变形控制与围护结构强度控制、支撑安全控制、基坑稳定控制、周边环境控制，突破了以往单一的基坑变形控制概念。并结合基坑施工的自身特点，系统阐述了围护结构侧向变形控制的方法——主动控制、被动控制、半主动控制、混合控制和管理控制，提出了各类控制方法的研究内容。 

软土条形深基坑施工控制体系

2）首次把钢支撑看做由多个构件组成的系统，提出了钢支撑系统的极限承载能力，系统研究了钢支撑系统各构件（包括支撑管节、螺栓、活络头、抱箍、斜牛腿、留撑及钢围檩）的极限承载能力，在此基础上形成了以“强节点、弱构件”为设计原则的钢支撑系统安全控制体系。

钢支撑系统安全控制体系

3）针对伺服系统的使用现状，提出了各方因素协调融合的深基坑围护结构侧向变形主动控制理念：即围护结构变形与支撑轴力双控、钢混支撑设计协调、环境保护与基坑安全并重、“时空效应”与伺服应用主辅分明；根据弹塑性原理和变形协调方程，提出了连续体的影响性原理，该原理在基坑施工控制中的应用具体体现为轴力-变形影响性、轴力-强度影响性、轴力相干性、轴力-流变影响性；围护结构侧向变形的主动控制方法就是运用现代控制理论和数值仿真技术，根据结构理想状态、现场实测状态和误差信息进行分析，依据连续体影响性原理，通过支撑轴力的主动调整来实现围护结构侧向变形的精细化控制，使结构的实际状态趋于理想状态；提出了基于施工力学模型的变形控制策略、基于轴力相干性的轴力控制策略、围护结构强度的控制策略、伺服系统轴力目标的设定方法——动态多目标控制法；基于支撑轴力对围护结构侧向变形的影响提出了围护结构侧向变形控制的三个原则：“就近原则”与“尽早原则”、“分区控制原则”。

软土条形深基坑围护结构侧向变形的主动控制理论与实施方法

4）针对软土条形深基坑影响无支撑暴露时间下的侧向变形控制因素多、不确定性大的特点，从软土的流变性与触变性性出发，提出了条形基坑的小尺度效应：即对于条形基坑的小尺度开挖工况，盆边土的约束效果既与盆边土的预留宽度有关，又与预留的时间有关；针对轴力的水平相干性引起的轴力损失，提出了多点同步加载控制变形技术；针对混凝土撑施工期间的侧向变形控制，提出了架设临时钢支撑的控制方法。

软土条形深基坑精细化挖土支撑方法

项目成果授权发明专利4项、授权实用新型专利9项、省级工法1项，软件著作权1项，公开发表论文15篇。经专家鉴定认为成果总体达到国际先进水平，其中条形基坑施工过程的主动控制成果达到国际领先水平。

成果已在上海轨道交通14号线浦东南路站、18号线长江南路站及13/18号线莲溪路站等多个项目中得到应用。通过基坑施工控制技术的应用，有效地减少了围护结构侧向变形，降低了对周边管线和建构筑物的影响，有效的提高了基坑施工的安全性，降低了基坑开挖期间的围护变形，推动了基坑工程施工控制技术的发展，取得了显著的技术、经济、社会、环境效益。