随着城市轨道交通的高速发展，越来越多的地铁车站深基坑出现在建成区。导致基坑土体及周围建筑物沉降的主要原因是基坑降水，因而，基坑降水对土体及周围建筑物的影响不容忽视^[1,2]。本文在应用钢支撑伺服系统的基础上，利用数值模拟的方法，对降水前后土应力变化和基坑降水前后周围建筑物上部结构应力、沉降进行分析，所得结论可为基坑降水提供一定参考。

翠竹站相关预留工程主体结构外包全长约54.6m，标准段外包宽度23.3m，标准段基坑开挖深度24.103m，北端头井开挖深度26.023m。端井设6个支撑，其中第1道和第4道为钢筋混凝土支撑，其余4道为φ609mm钢管支撑，第4道钢支撑的上部设置临时支架，第5道下部需换撑，第2、3道为伺服钢支撑。

为探讨钢支撑伺服系统在本工程中对基坑围护结构变形的实际控制效果，结合现场实际施工情况，选取地下墙体深层位移监测点CX1-Y（深度10.0m处），记录在2019年10月24日架设完成第2道伺服钢支撑前后的施工监测累计位移变化数据，如表1所示。

由表1可以看出，2019年10月25日开始所选点处的位移变化发展得到了有效控制，位移变化量不大，同时随着所选点处两侧钢支撑伺服系统的逐步架设完成，未出现因轴力损失过大补加不及时而导致的变形加大的情况。可见，钢支撑伺服系统能够有效控制土体位移。

本文采用ABAQUS软件对翠竹站地下3层12m岛式站台车站基坑降水进行模拟分析，并选取基坑东北角的永宁大厦（8层商务楼）在基坑降水过程中的沉降进行模拟分析。该建筑物有1层地下室，基础为300mm×300mm方桩，桩长为10.0～16.5m，距离工程主体基坑最近处约3.8m。土层物理力学参数如表2所示。

本文利用ABAQUS有限元结构分析软件，对降水后10m深处进行了模拟，分析降水前后土体有效应力变化。降水前后土体有效应力分布如图1所示。

结合图1a、图1b降水前、后土体有效应力分布可得，位于地表附近的土体有效应力在整个开挖过程中基本为0；随着抽水深度的增加，基坑中部土体有效应力逐渐降至0，基坑两侧土体有效应力先增大后减小，从降水前的-193k Pa降至-39.1k Pa。

本文利用ABAQUS有限元结构分析软件，对降水后10m深处进行了模拟，分析距离基坑3.8m处永宁大厦在基坑降水深度10m时，降水前后建筑物上部结构应力及沉降变化。降水前后建筑物结构应力与沉降云图如图2,3所示。

基坑降水前，结合图2a由于建筑物产生的局部压力，建筑物的上部结构在北侧墙体显示出较大的应力，而在南侧显示出较小的应力。结合图2b，建筑物结构南、北侧沉降差异较小，北侧沉降量为1.83mm，南侧沉降量为0.42mm。

基坑降水后，结合图3a，上部结构墙体应力分布规律并未发生显著变化，与图2a相比，墙体最大竖向应力发生在北侧底部边缘墙体部位，南侧墙体竖向应力有所下降，且南侧竖向应力下降明显，中间墙体竖向应力稍有增加。结合图3b，建筑物结构南、北侧沉降差异明显，且整体向北倾斜，北部最大沉降量为10.89mm，南部最大沉降量为7.47mm。

由于本文数值模拟所选建筑物与实际基坑降水过程周边建筑物相同，因此，与实际情况相符，并将实际数据与数值模拟数据进行对比，验证数值模拟的正确性。

基坑东北角3.8m处永宁大厦外墙正负零以上10～15cm处，每12m设置一个沉降观测点，以监测建筑物沉降，并起到监测预警的作用。依据监测点JC1-Y、JC2-Y、JC3-Y、JC4-Y、JC5-Y、JC6-Y、JC7-Y、JC8-Y、JC9-Y历史监测数据显示，实际建筑物累计沉降量为0.07～10.37mm，与数值模拟中的0.42～10.89mm相近。结果表明，本文的数值模拟是正确的，可以继续使用。

1）随时进行基坑排水工作，及时排干基坑中积水，确保基坑底部干燥，并确保基坑底部土体的强度和稳定性不被损坏。

2）为了防止基坑降水在施工过程中引起建筑物沉降，需要依据排水要求，控制合理的承压水水位，在基坑稳定的前提下，有效防止承压水水位下降。

本文依据常州地铁1号线翠竹站基坑工程，对黏土地质条件下钢支撑伺服系统的应用进行实际数据分析，对基坑降水前后土应力变化以及对周围建筑物的影响进行数值模拟分析。结果表明，钢支撑伺服系统在实际基坑工程中，对基坑围护结构变形有较好的控制效果，并且基坑降水深度越深，土体沉降越大，从而导致建筑物倾斜。