一种基坑坑壁土体变形管理方法与流程

本发明涉及基坑施工
技术领域：
，具体是一种基坑坑壁土体变形管理方法。
背景技术：
：基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开挖不深者可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工规定确定。开挖较深及邻近有建筑物者，可用基坑壁支护方法，喷射混凝土护壁方法，大型基坑甚至采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法，防护外侧土层坍入；在附近建筑无影响者，可用井点法降低地下水位，采用放坡明挖；在寒冷地区可采用天然冷气冻结法开挖等等。基坑施工中，开挖必然对周边建/构筑物产生影响，基坑开挖产生的土体水平变形必然会传递至临近的周边建/构筑物基础上，因此，在基坑施工时，需要对坑壁土体变形进行及时的监控和分析，来防止事故的发生。基于此，本申请提出了一种基坑坑壁土体变形管理方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种基坑坑壁土体变形管理方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基坑坑壁土体变形管理方法，包括以下步骤：s1，按桩基的长度，根据不同类型桩基单桩的侧向变形曲线形态，得到桩基的受力模型；s2，以桩基的桩身不出现裂缝为标准，计算受力模型的最大相对允许变形；s3，定义水平位移传递系数，用于定义基坑开挖时的土体水平变形对临近建/构筑物基础的影响程度；s4，根据步骤s1至步骤s3确定基坑围护结构最大允许侧向变形，基坑围护结构最大允许侧向变形等于最大相对允许变形除以水平位移传递系数；s5，建立基坑分层开挖与支护全过程的数值仿真3d模型，基于开挖后的基坑周围土体变形监测数据，采用神经网络方法非线性反演基坑土体力学参数；s6，对步骤s5获得的土体力学参数，进行基坑分层开挖与支护过程的仿真模拟，在该模拟过程中监测基坑最大变形部位的围护结构侧向变形；s7，重复步骤s6，直至基坑最大变形部位的围护结构侧向变形计算值接近或等于基坑围护结构的最大允许侧向变形，以此计算结果中的坑壁土体变形为基坑危险等级对应的土体变形管理值，并视变形分布特征，划分出基坑变形管理的重点关注部位和一般关注部位；s8，对基坑危险等级所对应的基坑重点关注部位和一般关注部位的土体变形计算值，分别乘以对应的系数，获得安全、预警等级所对应的基坑重点关注部位和一般关注部位的土体变形等级管理值。作为本发明进一步的方案：步骤s1中，所述受力模型包括悬臂梁模型、简支梁模型和一端固定一端简支超静定梁模型。作为本发明进一步的方案：步骤s2中，所述悬臂梁模型、简支梁模型和一端固定一端简支超静定梁模型的最大相对允许变形分别为：式中ftk为建/构筑物桩基混凝土轴心受拉强度标准值；h为基坑深度；e为桩身混凝土弹性模量；h为方桩桩身截面边长。作为本发明进一步的方案：步骤s3中，所述水平位移传递系数在基坑的一定范围内保持为定值，并在超出该范围后线性递减。作为本发明进一步的方案：所述水平位移传递系数在基坑外五米范围内视为1，在超出基坑外五米后线性递减，即：式中，x为基坑与临近建/构筑物基础之间的距离，h为基坑深度。作为本发明再进一步的方案：步骤s8中，所述安全、预警等级的系数分别为60％和80％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：由不同类型桩基础桩身应力控制的桩基最大相对变形，通过水平位移传递系数，得到邻近建/构筑物桩基的基坑围护结构最大允许变形，而后在此最大允许变形的基础上，基于数值仿真和现场监测信息反馈划分等级来制定基坑坑壁土体变形管理等级标准，可以有效的对基坑施工中的风险进行预警等管理，避免事故的发生。附图说明图1为一种基坑坑壁土体变形管理方法中悬臂梁模型的简化图。图2为一种基坑坑壁土体变形管理方法中简支梁模型的简化图。图3为一种基坑坑壁土体变形管理方法中一端固定一端简支超静定梁模型的简化图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。实施例1请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基坑坑壁土体变形管理方法，包括以下步骤：s1，按桩基的长度，根据不同类型桩基单桩的侧向变形曲线形态，得到桩基的受力模型，具体的来说，桩基的受力模型分为以下三种：悬臂梁模型、简支梁模型和一端固定一端简支超静定梁模型，三种受力模型的简化图如图1～3所示；s2，以桩基的桩身不出现裂缝为标准，计算三个受力模型的最大相对允许变形：式中ftk为建/构筑物桩基混凝土轴心受拉强度标准值；h为基坑深度；e为桩身混凝土弹性模量；h为方桩桩身截面边长(如果为圆形桩，则h为桩身直径)；按一般情况认定基坑周边建/构筑物均采用方形桩基，桩身混凝土强度等级为c30，则ftk＝2.01mpa，弹性模量e＝30gpa,桩身截面为0.45m*0.45m方形桩基，那么可以计算得到最大相对允许变形ymax分别为0.15％h，0.09％h和0.07％h。s3，定义水平位移传递系数，用于定义基坑开挖时的土体水平变形对临近建/构筑物基础的影响程度，由于深基坑开挖必然对周边建/构筑物产生影响，基坑开挖产生的土体水平变形必然会传递至临近的周边建/构筑物基础上，因此，需要水平位移传递系数来确定土体水平变形对临近建/构筑物基础的影响程度，具体的：式中，x为基坑与临近建/构筑物基础之间的距离，h为基坑深度，简而言之，即坑外5m范围内水平位移传递系数为1，5m至2h范围内水平位移传递系数从1线性变化至0；s4，根据步骤s1至步骤s3确定基坑围护结构最大允许侧向变形，基坑围护结构(此处，基坑围护结构即上述的桩基，实际上，基坑围护结构是由多组桩基形成的)最大允许侧向变形等于最大相对允许变形除以水平位移传递系数，可以得到表1表1，不同类型桩基及基坑围护结构的最大允许侧向变形桩基类型建/构筑物桩基水平传递围护结构最大允短桩(悬臂梁模型)0.15％h1.00.15％h中长桩(简支梁模型)0.09％h0.70.13％h长桩(一端固定一端简支超静定梁模型)0.17％h0.70.1％hs5，建立基坑分层开挖与支护全过程的数值仿真3d模型，基于开挖后的基坑周围土体变形监测数据，采用神经网络方法非线性反演基坑土体力学参数；s6，对步骤s5获得的土体力学参数，此处，土体力学参数还可以进行不同比例的折减，进行基坑分层开挖与支护过程的仿真模拟，在该模拟过程中监测基坑最大变形部位的围护结构侧向变形；s7，重复步骤s6，直至基坑最大变形部位的围护结构侧向变形计算值接近或等于基坑围护结构的最大允许侧向变形，以此计算结果中的坑壁土体变形为基坑危险等级对应的土体变形管理值，并视变形分布特征，划分出基坑变形管理的重点关注部位和一般关注部位；s8，对基坑危险等级所对应的基坑重点关注部位和一般关注部位的土体变形计算值，分别乘以对应的系数，获得安全、预警等级所对应的基坑重点关注部位和一般关注部位的土体变形等级管理值，一般来说，安全等级的系数为60％，而预警等级的系数为80％。在完成上述步骤后，制定如表2所示的基坑坑壁土体变形管理等级表：表2，基坑坑壁土体变形管理等级表(mm)表2中的重点关注部位是指数值计算或监测结果中给出的基坑坑壁变形最大部位；一般关注部位是指坑壁其它部位。基于上述步骤，本实施例还根据表2，提出了对基坑失稳风险进行管理并制定相应的工程调控措施实施细则，即表3：表3，工程调控措施实施细则需要特别说明的是，本申请技术方案中，由不同类型桩基础桩身应力控制的桩基最大相对变形，通过水平位移传递系数，得到邻近建/构筑物桩基的基坑围护结构最大允许变形，而后在此最大允许变形的基础上，基于数值仿真和现场监测信息反馈划分等级来制定基坑坑壁土体变形管理等级标准，可以有效的对基坑施工中的风险进行预警等管理，避免事故的发生。本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。当前第1页12