2018, Vol. 51文章信息
- 李大鹏, 阎长虹, 张帅
- LI Dapeng, YAN Changhong, ZHANG Shuai
- 深基坑开挖对周围环境影响研究进展
- Advances in researching influences of deep excavation on surrounding environment
- 武汉大学学报(工学版), 2018, 51(8): 659-668
- Engineering Journal of Wuhan University, 2018, 51(8): 659-668
- http://dx.doi.org/10.14188/j.1671-8844.2018-08-001
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文章历史
- 收稿日期: 2017-11-12
2. 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083
2. School of Civil Engineering and Resources, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
深基坑工程涉及支护结构水土压力计算、支护结构及土体变形分析、基坑整体稳定性分析、基坑周围建筑物变形及保护等多个方面，既是一个传统的岩土工程老课题，又是一个不断面临新挑战的岩土工程难题.国外基坑工程建设及研究起步较早，在1969年召开的第7届国际岩土力学与基础工程会议上，Peck[1]首次对基坑开挖研究现状做了比较全面深入的报告.此后，随着基坑工程研究的进一步深入，Lambe[2]、Goldberg等[3]、O’Rourke[4]、Clough等[5]以及Long[6]都对前期工作进行了系统回顾.我国基坑工程快速发展主要始于20世纪90年代，至今不过20余年；相较于国外，国内基坑领域学术研究严重滞后，20世纪80年代末才逐渐引起学者的重视，1998年才召开了第1次全国性质的深基坑工程学术会议.目前，我国深基坑工程领域理论研究明显落后于工程实践的需要，工程经验远不能满足基坑深度、规模、难度快速发展带来的挑战[7].
由于上述原因，自2000年以来，在我国各大中城市大规模兴建地铁的热潮中，出现了诸多车站深基坑事故.地铁车站深基坑一般位于城市繁华区域，每一次基坑事故都会造成巨大的经济损失和人员伤亡.2008年11月15日，杭州地铁1号线湘湖站深基坑突然发生大面积坍塌事故，导致基坑旁边的风情大道路面坍塌长达100 m，宽达40 m，下陷深度达15 m，正在路面行驶的多辆车陷入深坑，多名地铁施工人员被困地下，最终导致21人死亡，24人不同程度受伤，杭州“11.15”事故成为我国地铁建设史上的一次惨痛教训.2016年国家发改委先后批复了43个城市的轨道交通建设规划，总里程达8 600 km，城市轨道交通建设不仅继续在一线城市深入发展，并且正快速向二三线城市蔓延.大规模的地铁建设面临着大量车站深基坑开挖，此外，高层、超高层建筑深基坑也大量涌现，深基坑有向规模更大、深度更深、周边环境更复杂方向发展的趋势，有学者将这一现象归为“大、深、紧”[8].严格控制支护结构变形、减少周围地层扰动成为深基坑施工成功的关键，深基坑设计理念已逐渐由传统的“强度控制”转变为“变形控制”.
深基坑受地质条件影响很大，具有很强的地区差异性，并且表现出显著的空间效应；由于深基坑工程的复杂性，在研究方法上必须依靠理论分析、数值模拟、模型实验、现地监测等多种手段.本文结合作者在地铁车站深基坑研究中的工作，通过梳理前人研究成果，对深基坑开挖引起的支护结构变形、地层位移以及周围建筑物变形进行系统总结回顾，以期对后续深基坑工程建设及科研有所帮助.
1 深基坑平面变形状态的研究现状客观上讲，深基坑都处于三维变形状态之中，只有当坑壁足够长时，深基坑中部区域才处于二维平面应变状态.但实际上，由于空间效应(部分学者称为“坑角效应”)的复杂性，一些国内外学者在研究时，为了得出具有普遍适用性的一般规律，常忽略三维空间效应影响，将其简化视为二维平面变形状态进行研究，从而得出支护结构变形类型、地表沉降模式及沉降影响范围等普遍规律，这样得到的数据结论一般是保守的(偏大的).
1.1 支护结构的变形类型对于深基坑支护结构的变形，早期Peck[1]认为与基坑的开挖阶段及支护结构类型有关.Clough等[9]根据工程经验，将支护结构变形模式分为悬臂式、抛物线式以及二者组合形式3种.当基坑无内支撑时，支护结构变形表现为悬臂式；随着基坑的加深，在顶部设置内支撑后，则表现为抛物线式；对于有多道内支撑的基坑，则表现为组合形式.吴佩轸等[10]根据台北的基坑工程经验，提出支护结构变形分为4种类型，分别为标准型、旋转型、多折型和悬臂型.龚晓南院士等[11]根据国内大量基坑工程实践，认为支护结构变形分为4种类型，分别为：1)弓形变形曲线；2)变形曲线上段呈正向弯曲，下段呈反向弯曲；3)前倾型变形曲线；4)踢脚型变形曲线.综上所述，支护结构的变形与支护方式、地质条件密切相关，表现为多种复杂形式，但可以归为2个基本大类：1)无内支撑时的“悬臂”形式变形；2)有内支撑时的“内凸”形式变形.吴佩轸和龚晓南的研究是对“内凸”变形的进一步细分.
“悬臂”式支护结构变形的最大水平位移位置发生在支护顶部；而“内凸”式支护结构变形的最大水平位移位置，Woo等[12]、Ou等[13]、李琳等[14]、徐中华[15]的研究都表明，最大水平位移一般位于基坑开挖面以上.由于基坑深度不同，为了研究支护最大水平位移的位置，Li等[16]提出“基坑相对深度”的概念，假设基坑深度为H，支护上某点距地表深度为h，那么此点在基坑上的相对深度定义为h/H.对于每一个基坑，在地表处相对深度为0，在基底处相对深度为1，实现了对不同深度基坑的统一化处理.作者通过对南京30个地铁车站深基坑实测研究，发现支护结构最大水平位移一般发生在相对深度0.5~0.9之间.
1.2 地表沉降模式及影响范围基坑开挖引起支护变形，支护变形又直接导致基坑周围土体位移，土体位移是引起建筑物变形的直接原因.因此，研究基坑开挖引起的地表沉降模式和影响范围具有重要意义.
Peck[1]依据美国芝加哥、奥斯陆等地基坑监测资料，将不同地质条件的地面沉降曲线分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个区域，认为砂土和硬黏土的沉降影响范围一般为2H(H为基坑开挖深度)，而在软土中影响范围则要达到(2.5~4)H.Clough等[9]通过研究认为：砂土、硬塑至坚硬黏土的地表沉降界线为三角形，在坑壁处地表沉降最大；砂土地层的影响范围为2H，硬塑至坚硬黏土地层的影响范围为3H.软塑至可塑黏土的地表沉降界线为梯形，地表沉降影响范围为2H，距坑壁(0~0.75)H范围内地表沉降最大.Ou等[13]通过对10个基坑的监测数据进行分析，最早提出基坑开挖引起的地表沉降分为“三角形”和“凹槽形”2种模式.三角形沉降模式与无内支撑的悬臂式支护结构相对应，有内支撑的支护结构外地表一般发生凹槽形沉降模式(图 1).
Hsieh等[17]在Ou研究的基础上，提出了地表沉降模式折线图，并提出了主影响区和次影响区的概念，如图 2所示.地表沉降的影响范围为4H；其中，主要影响区为2H，次要影响区为主要影响区之外的2H；由主要影响区进入次要影响区的转折点处的沉降值为0.1倍的最大沉降.对于凹槽形沉降模式，地表最大沉降发生在支护结构后0.5倍开挖深度处，坑壁处的沉降值为0.5倍的最大沉降.
根据进一步的研究，欧章煜[18]对上述沉降模式进行了修正，修正后的主要影响区范围(PIZ)不直接与开挖深度相关，而是开挖深度、地质条件等因素的综合体现.修正后的主、次要影响区转折处的沉降值为1/6倍的最大沉降；凹槽形沉降的最大沉降位置发生在支护结构后1/3倍PIZ处.Kung等[19]对图 2所示的沉降模式也进行了修正，他提出将坑壁处的地表沉降值由0.5倍的最大沉降改为0.2倍的最大沉降.
1.3 支护结构变形及地表沉降的实测统计深基坑工程是一门实践性很强的学科，涉及到多种复杂因素的影响，单纯的理论研究并不能解决深基坑工程面临的所有问题，现场监测是深基坑研究的另一重要手段.为避免深基坑实测数据离散性的影响，对大量数据进行统计分析是一个较好的解决办法.基于此，丁勇春等[20]对上海地区45个地铁车站深基坑、李淑等[21]对北京地区30个地铁车站深基坑、乔亚飞等[22]对无锡地区多个地铁车站深基坑、成峰等[23]对苏南地区不同城市的11个地铁车站深基坑、Li等[16]等对南京30个地铁车站深基坑的大量监测数据进行了统计分析.研究成果主要体现在2个方面：
1) 地铁车站深基坑的支护最大水平位移值δhm
文献[20]的研究表明，上海软土地区地铁车站深基坑支护结构的最大水平位移值δhm一般为(0.04%~0.60%)H，平均为0.30%H；支护结构变形表现为深层凸鼓形，最大水平位移位置一般发生在开挖面之上.而无锡地区地铁车站深基坑支护结构最大水平位移值δhm一般为(0.05%~0.25%)H，平均约为0.12%H[22].统计的苏南地区支护结构最大水平位移值δhm一般为(0.06%~0.32%)H，比上海软土地区的变形控制效果好[23].而南京地区地铁车站深基坑的研究则对长边与短边的支护结构进行了区分，短边支护结构的最大水平变形值δhm一般为(0.02%~0.17%)H，平均为0.07%H；长边支护结构的最大水平变形值δhm一般为(0.08%~0.32%)H，平均为0.16%H[16].
2) 地铁车站深基坑周围最大地表沉降值δvm
文献[20]的研究表明，上海软土地区地铁车站深基坑地表最大沉降值δvm一般为(0.05%~0.70%)H.文献[21]的研究表明，北京地区地铁车站深基坑地表最大沉降值δvm一般为(0.03%~0.32%)H，平均为0.10%H，地表沉降表现为“凹槽形”，最大沉降一般位于墙后10~15 m处.文献[22]的研究表明，无锡地区地铁车站深基坑地表最大沉降值δvm一般为(0.05%~0.13%)H，平均为0.09%H.而南京地区地铁车站深基坑地表最大沉降值δvm一般为(0.04%~0.19%)H，平均值约为0.12%H[16].
由于统计样本数量多、监测数据充分，因而以上研究所得结果更加可靠，具有很强的学术意义和工程指导价值.
此外，部分学者采用统计学的方法，对高层建筑及市政工程深基坑的开挖变形进行了分析.例如，刘兴旺等[24]对杭州及上海软土地区十几个深基坑的数据进行研究，发现支护结构最大水平位移值δhm一般为(0.20%~0.90%)H；王建华等[25]根据上海软土地区50个深基坑的工程实测结果，研究发现支护结构最大水平位移值δhm为(0.26%~0.50%)H；徐中华等[26]统计了上海地区93个地下连续墙深基坑实测资料，研究发现支护结构最大水平位移值δhm为(0.10%~1.00%)H，平均值为0.42%H.文献[24-26]的研究并未涉及地表沉降.
Woo等[12]、Ou等[13]收集并分析了台湾地区10个具有较高施工质量的基坑开挖实例，研究结果表明：支护结构的最大水平位移值δhm为(0.20%~0.50%)H.Long[6]收集了世界上不同地区的300个基坑工程实测数据，统计分析了基坑支护结构最大水平位移与基坑开挖深度之间的关系，认为坑外拉锚、内支撑等不同支护结构形式的基坑变形上差别不大.Yoo[27]以韩国首尔地区为主，收集了62个深基坑工程的实测数据，研究了不同支护结构加多道内支撑基坑的变形特性.研究表明地下连续墙支护结构的最大水平位移平均值δhm为0.05%H，而其他支护结构形式(H型桩、钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩)的最大水平位移平均值δhm为(0.13%~0.15%)H，且基坑外拉锚的最大水平位移小于内支撑.Moormann[28]收集了世界各地以软土地基为主的530个基坑工程的实测数据，分析了支护结构侧向变形和地面沉降的形式，讨论了地层条件、几何边界、支护体系、开挖方法和地下水对变形的影响.
综合国内外研究现状可以看出，对于深基坑的平面变形情况，目前的研究已经比较系统完善，且基坑变形表现出明显的地域性，不同地质条件下基坑变形差异较大.
2 深基坑三维变形状态的研究现状对于坑壁较短的深基坑或者长条状深基坑的角部区域，支护结构变形和地层位移不再是二维平面应变状态，而是表现为复杂的三维变形状态.国内外学者对此也进行了一定的研究，研究方法主要集中于数值模拟与工程实测分析2个方面.
2.1 深基坑三维变形的数值模拟研究在进行深基坑数值模拟时，土体本构模型的选择至关重要.土体是由固、液、气三相组成的复杂天然材料，其变形具有高度的非线性和非弹性，且依赖应力历史和应力路径，又存在塑性体应变和剪胀性.针对土体复杂的变形行为，近百年来国内外学者提出了几百种土体本构模型，每种本构模型均有其特定的适用范围和局限性.
王卫东等[29]分析认为，线弹性模型不能反映土体的塑性变形，因而不能正确反映土压力；弹性-理想塑性Mohr-Coulomb模型较线弹性模型好，但不能反映土体应力历史和应力路径的依赖性，也具有一定的局限性.Ling等[30]以及Ou等[31]认为Ducan-Chang模型基于弹性理论，仅适用于单向加载的水坝施工，不适用于深基坑分析.Potts等[32]、李进军等[33]均认为Modified Cam-Clay模型属于硬化类的本构模型，能够反映土体模量对应力历史和路径的依赖，更适合于深基坑分析.此外，能反映土体小应变的Plaxis Harding Soil with Small-Strain Stiffness模型、Bricks on String模型、MIT-E3模型对于深基坑分析具有更好的适用性，但由于参数较多，给应用带来了一定的困难.
Ou等[34-36]在进行数值模拟时，提出了“基坑平面应变比(PSR)”的概念，PSR值指三维分析中基坑壁上某一断面处的最大墙体位移与其在平面应变条件下该位置位移的比值，当PSR=1时，表明三维的计算结果与平面应变条件下的计算结果一致，基坑此断面处可以视为二维平面应变状态.Ou等通过计算距离坑角不同截面处的PSR值，分析认为基坑平面应变比PSR与基坑的长宽比L/B密切相关.Finno等[37, 38]在Ou等提出的PSR概念的基础上，利用二维、三维有限元软件对一系列计算模型进行分析，他认为PSR值采用基坑长深比L/H相对长宽比L/B具有更好的收敛性，应该采用长深比L/H这一指标进行考虑.通过一系列的计算，Finno等认为当基坑边长为开挖深度的6倍时，即坑壁上某断面距离坑角3倍开挖深度范围之外时，可以不考虑空间效应的影响.
在国内，学者俞建霖和龚晓南[39-41]通过在有限元中引入无限元边界和三维Goodman接触面单元，对尺寸为40 m×40 m×10 m(长×宽×深)的具有2层内支撑的基坑支护结构的变形三维性状进行了研究，结果表明，支护结构的水平位移、地表沉降和坑底隆起都表现出显著的空间效应.有效利用基坑的空间效应，可以对减小支护变形及土体位移起到积极作用，例如，肖健[42]利用ABAQUS研究了工程桩存在时深基坑卸荷回弹空间分布规律，定量分析了基坑形状、面积、深度等因素对回弹的影响，研究表明基坑的三维空间效应越显著，其限制基坑回弹的能力越强.吴华[43]以天津市某基坑开挖工程为例，通过有限元方法分析了空间效应对基坑开挖的影响，结果表明合理利用基坑的空间效应，能够有效地减少支护结构的变形，同时减少开挖对周围环境的影响.赵静力[44]利用ANSYS对无支护结构和悬臂桩支护结构基坑进行三维模拟，探讨了不同基坑角度(阴角90°、120°、150°、180°及阳角90°)对支护结构位移的影响情况，研究反映出空间效应从阴角时抑制支护变形到阳角时放大支护变形的变化过程.
2.2 深基坑三维变形的实测研究国内外学者对深基坑的三维变形进行了实测研究，例如，Roboski [45]收集了18个基坑工程的现场监测数据，得到以下结论：1)基坑角部的位移小于基坑中部的位移，存在角部硬化三维效应；2)基坑壁越短，基坑壁中部的位移越小；3)基坑越深，角部效应越大.徐中华[15]以上海软土地区深基坑为例，讨论了圆形基坑和方形基坑支护结构的侧向变形差异.统计结果表明，方形基坑支护结构最大水平位移的平均值为(0.25%~0.55%)H，而圆形基坑的支护结构最大水平位移平均值约为0.05%H，且绝大部分的基坑最大水平位移小于0.1%H.圆形支护结构具有较大的环向抗压能力，因而极大地提高了其侧向抗弯刚度，即使圆形基坑不设内支撑，也可以有效地控制基坑变形.此外，王随新等[46]对杭州地铁、姜安龙等[47]对南昌地铁、任建喜等[48]对西安地铁、郑艳等[49]对广州地铁、黄钟晖等[50]对南宁地铁车站深基坑进行了现场监测研究，均证实存在显著的三维空间效应.
目前，关于深基坑三维空间效应的实测研究基本上都是针对单个特定的基坑展开，所测数据不可避免地具有一定离散性，得到的变形规律也不一定具有普遍适用性.针对这种现象，Li等[16]通过对30个南京地铁车站深基坑进行系统的统计分析，将基坑周围分为“不受空间效应影响区域(A区)”、“受空间效应影响区域(B区)”和“拱脚压密区域(C区)”3个区域，提出了适用于不同区域的3种地表沉降模式(图 3).
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| 图 3 简化的地表沉降模式 Figure 3 Simplified ground surface settlement model |
从图 3中可以看出，不同区域处的地表沉降模式虽然都表现为“凹槽形”，但地表最大沉降值、最大沉降发生位置各不相同，并且地表沉降影响范围基本为基坑深度的2倍左右，远小于Hsieh等给出的4倍基坑开挖深度(图 2).李淑等[21]通过对北京地区30个地铁车站深基坑的沉降研究，同样发现沉降影响范围约为2倍基坑深度，但李淑的研究并没有考虑基坑周围不同区域处地表沉降模式的差异.这主要是由于Hsieh等沉降模式的统计数据基本来源于高层建筑、市政工程深基坑，并且由于统计年份较早，深基坑建设还处于“强度控制”阶段，即侧重于保证支护结构不发生失稳破坏；而地铁车站深基坑一般位于城市中心区，周围建筑物密集，基坑开挖已经从初期的“强度控制”转变为“变形控制”，更注重严格控制变形量大小.因此，Hsieh等提出的沉降模式并不完全适用于城市地铁车站深基坑建设.
3 深基坑开挖引起周围建筑物变形的研究现状深基坑开挖引起周围土体位移，土体位移则直接导致建筑物变形甚至破坏，当前深基坑“变形控制”的最终目的在于科学有效地保护基坑周围建筑物.影响建筑物变形的因素很复杂，主要包括基坑周围地层位移、建筑物至基坑距离、建筑物与基坑相对位置关系、建筑基础形式及埋深、建筑结构类型等5个方面[7].深基坑开挖引起的建筑物变形主要从定性上的变形形式、定量上的变形描述2个方面进行分析，并在此基础上，实现对建筑物变形的预测(图 4).深基坑开挖引起的建筑物变形预测是一个涉及到岩土-结构相互作用交叉领域的岩土工程难题，正逐渐引起学者们的高度重视和研究兴趣.
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| 图 4 建筑物变形的分析要素 Figure 4 Analysis factors of building deformation |
在模型实验方面，Son等[51]通过比例为1:10模型试验研究了基坑开挖引起的建筑物破坏现象，发现建筑物裂缝可以归为由“剪切+拉伸”、“上凸+拉伸”、“下凹+拉伸”3种变形引起，不同的变形形式与地表沉降模式密切相关，也即建筑物与基坑的相对位置关系决定了建筑物变形形式.这与下文郑刚等的数值模拟结论相吻合.
在理论分析方面，刘国彬等[52]研究了地下连续墙成槽施工对房屋沉降的影响，并且在Peck地表沉降计算公式的基础上，提出了预测房屋沉降的理论公式：
(1)
式中：vb为墙后单位宽度地层损失, m3/m；z(x, y)为距离槽段中心x、y处房屋沉降值, mm；d为计算距离.支护结构刚度是影响地层位移的关键因素，为最大程度减小基坑开挖对邻近建筑物的扰动，选择合适的支护结构刚度是至关重要的环节，Bryson等[53]根据半经验方法提出支护结构刚度预估理论.
在工程实测方面，李志高[54]根据上海地区基坑工程实践，研究了邻近大刚度地下构筑物基坑位移场与一般基坑位移场，并提出位移场影响分区，建立了建筑物保护等级与分区影响系数之间的对应关系.应宏伟等[55]研究发现，隔断墙可以明显降低坑外地表最大沉降值，并可以显著减小基坑周围建筑物的横向角变量，对建筑物保护效果明显.
在数值模拟方面，黄茂松等[56]提出了“位移控制有限元分析方法(DCFEM)”，其基本思想是：不考虑基坑开挖的实际施工过程，将基坑开挖引起的支护结构水平位移和地表沉降作为位移边界条件施加于应力自由面上，以模拟开挖引起的应力释放，从而分析建筑物的响应.在DCFEM分析方法的基础上，黄茂松等考虑了建筑物的自身承载能力，提出了“基于建筑物承载能力的基坑变形控制标准”.黄茂松等的研究成果为制定基坑周围建筑物变形控制标准提供了新的思路.在国外，Zhandos等[57]对MIT校园中12.8 m深的Stata Center基坑进行了研究，该基坑施工的关键环节是对近距离的Alumni Pool建筑物进行保护，在施工过程中对变形进行全程监控，并建立三维有限元，对基坑及建筑物变形的三维特性进行了分析.Sabzi等[58]通过2D有限元分析了邻近基坑建筑物在斜撑保护措施下的侧向变形情况，提出了最有效的斜撑支护方案.
郑刚和李志伟[59-63]通过Plaxis 3D Foundation软件，采用小应变本构模型HSS，对基坑周围建筑物变形进行了研究.主要有5个方面：
1) 分析了不同支护结构变形形式(悬臂式、踢脚式、内凸式和复合式4种)对邻近建筑物的影响.研究发现，对发生踢脚、内凸和复合变形时，紧邻基坑的建筑物将发生显著的下凹挠曲变形；对4种任意的支护结构变形，当建筑物距离坑壁为1~1.5倍基坑深度时，将产生明显的上凸挠曲变形.
2) 分析了基坑开挖对邻近任意角度建筑物的影响.研究表明，当建筑物与基坑壁互不垂直或平行时，建筑物将同时发生挠曲变形和扭转变形；且当建筑物跨越地表沉降槽最低点或沉降槽的上凸区域时，建筑物的扭转变形最为显著.
3) 在考虑建筑物自重引起的初始沉降基础上，研究了基坑开挖引起建筑物变形的叠加情况.研究表明，建筑物跨越沉降槽最低点时，墙体的下凹变形与建筑物的初始沉降趋势相同，变形的叠加会增大墙体的拉应变，因而考虑初始变形很有必要.
4) 分析了坑角效应引发的基坑挠曲变形与扭转变形.研究表明，建筑物距离坑角1倍开挖深度范围内时，坑角效应对建筑物的影响明显，而影响效果与建筑物的相对位置有关.
5) 分析了基坑开挖对邻近不同刚度建筑物的影响.研究表明，对于任意刚度的建筑物，当其跨越沉降槽最低点和上凸曲率最大点时，建筑物受到的拉应变最显著；增加建筑物刚度，则墙体挠度值与拉应变值成对数曲线下降.
在实践应用方面，王卫东、王浩然等[64, 65]根据上海市软土地区基坑建设的大量工程实践，提出了预估基坑开挖环境影响的简化分析方法.该方法由于其简便实用的特点，已被上海市《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61-2010)所采用.该简化方法的基本思想是：1)根据上海地区基坑实测数据提出地表沉降预估方法；2)预估基坑开挖引起的建筑物附加变形；3)根据角变量评估基坑开挖对建筑物的影响情况.
可以看出，郑刚等的数值模拟系统反映了建筑物的变形情况，在以后的研究中，可以参照数值模拟现象，有针对性地布置现场监测，科学合理地定义量化参数，进而以大量建筑物变形监测数据为依据，提出具有实用性的建筑物变形简化预估方法，这应该是未来的研究方向.
4 结语深基坑作为一个不断面临新挑战的岩土工程课题，具有很强的地区差异性，表现出显著的三维空间效应，并且涉及到岩土-结构相互作用等交叉学科知识.本文将深基坑变形的研究成果归为平面变形和三维变形2大类，对支护结构变形类型、地表沉降模式及沉降影响范围的研究进行了回顾；系统归纳总结了国内外关于支护结构变形和地表沉降具有代表性的实测数据，可以用于指导工程建设实践.结合作者的工作，对深基坑三维空间效应研究做了评述，尤其是坑周不同区域处3种地表沉降模式的提出，为地铁车站深基坑建设提供了科学参考.在模型试验、理论分析、工程实测、数值模拟及实践应用等5个方面对深基坑开挖引起的建筑物变形做了综述.今后的研究仍是以深基坑“变形控制”为重点，一是当新建深基坑与既有建筑物距离较近时，它们之间“有限土体”的变形规律需要研究；二是深基坑开挖引起的既有建筑物的变形研究，需要多学科(岩土力学、结构工程、数值分析、测量实验等)相互配合，不断创新研究思路与方法；三是深基坑不仅存在空间效应，在软土地区还存在时间效应，对于软土地区深基坑“时空效应”(Time and Space Effects)的研究尚需进一步深入.
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