本發(fā)明屬于基坑施工，具體涉及一種非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法。

背景技術(shù)：

1、在城市建設(shè)和地下空間開(kāi)發(fā)過(guò)程中，基坑開(kāi)挖是一項(xiàng)必不可少的施工環(huán)節(jié)。然而，由于基坑周邊環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，基坑周?chē)３４嬖诓痪鶆虻暮奢d分布，尤其是在密集的城市區(qū)域、地勢(shì)落差大的地區(qū)，這種不均勻荷載（即非對(duì)稱(chēng)荷載）的情況更為顯著。非對(duì)稱(chēng)荷載會(huì)導(dǎo)致基坑的受力狀態(tài)不均衡，從而引發(fā)基坑周邊土體的位移及變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐苫邮Х€(wěn)、坍塌等安全事故。

2、基坑施工時(shí)，傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方式，如土釘墻、樁錨支護(hù)、鋼板樁支護(hù)等，通常是針對(duì)對(duì)稱(chēng)荷載設(shè)計(jì)的；當(dāng)遇到非對(duì)稱(chēng)荷載時(shí)，傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方式往往難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的受力狀態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)支護(hù)不均勻、施工復(fù)雜、監(jiān)測(cè)與反饋不足等問(wèn)題，具體為：

3、1）傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方式無(wú)法針對(duì)非對(duì)稱(chēng)荷載分布進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，極易導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)在荷載較大側(cè)不夠穩(wěn)定、而在荷載較小側(cè)出現(xiàn)支護(hù)過(guò)剩的情況，這不僅增加了施工成本，也埋下了安全隱患；為應(yīng)對(duì)非對(duì)稱(chēng)荷載，施工過(guò)程中通常需要大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整和臨時(shí)支護(hù)措施，這不僅延長(zhǎng)了工期，還增加了施工難度和成本；

4、2）傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方式缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，無(wú)法及時(shí)調(diào)整支護(hù)方案以應(yīng)對(duì)非對(duì)稱(chēng)荷載下可能發(fā)生的突發(fā)情況，易導(dǎo)致基坑周邊土體尤其是荷載較大側(cè)的土體發(fā)生不可控的位移及變形，增加了基坑施工時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，以解決背景技術(shù)中提到的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供一種非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，包括以下步驟：

3、s1、確定非對(duì)稱(chēng)荷載下待施工基坑的荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)；在荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的土體內(nèi)分別布置多個(gè)樁基進(jìn)行支護(hù)；在待施工基坑區(qū)域的土體內(nèi)打設(shè)多個(gè)預(yù)應(yīng)力立柱；

4、s2、進(jìn)行基坑第一階段的分層開(kāi)挖施工，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的基坑水平面；

5、s3、在荷載較大側(cè)的已施工基坑側(cè)壁土體內(nèi)插設(shè)多個(gè)斜錨桿進(jìn)行支護(hù)；斜錨桿的頂端連接有第一千斤頂；

6、s4、進(jìn)行基坑第二階段的分層開(kāi)挖施工，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的基坑底面；基坑第二階段每層開(kāi)挖完成后，均在已施工基坑內(nèi)布置一層內(nèi)支撐；內(nèi)支撐與多個(gè)預(yù)應(yīng)力立柱相連接，且內(nèi)支撐的一端壓接于荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上，另一端連接有多個(gè)第二千斤頂，以通過(guò)多個(gè)第二千斤頂壓接于荷載較大側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上；

7、在執(zhí)行步驟s3、s4時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已施工基坑的位移及變形情況，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)第一千斤頂或/和第二千斤頂?shù)耐屏M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

8、在其中一些實(shí)施例中，在步驟s1中，布置于荷載較大側(cè)的樁基的直徑大于布置于荷載較小側(cè)的樁基的直徑，布置于荷載較小側(cè)的多個(gè)樁基的間距大于布置于荷載較大側(cè)的多個(gè)樁基的間距。

9、在其中一些實(shí)施例中，在步驟s1中，樁基于土體內(nèi)的嵌固長(zhǎng)度和樁基的直徑的確定方式為，首先假定和的初始值，然后根據(jù)式(1)-式(2)進(jìn)行迭代計(jì)算，直至使樁基的總承載力滿足式(3)的要求；多個(gè)樁基的間距根據(jù)式(4)進(jìn)行計(jì)算；

10、(1)；

11、(2)；

12、(3)；

13、(4)；

14、式(1)-(4)中，為土體的平均側(cè)摩阻力；為樁端土體的單位承載力；為預(yù)設(shè)的安全系數(shù)；為樁基總承載力的設(shè)計(jì)值；和均為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，，。

15、在其中一些實(shí)施例中，在步驟s2中，將基坑第一階段的總開(kāi)挖深度記作、總開(kāi)挖次數(shù)記作、每次開(kāi)挖深度記作，其中，；在進(jìn)行基坑第一階段的分層開(kāi)挖施工時(shí)，開(kāi)挖深度滿足，且。

16、在其中一些實(shí)施例中，還包括，在待施工基坑荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的周邊地表上布設(shè)多個(gè)沉降儀，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑周邊地表的沉降情況，據(jù)此對(duì)基坑開(kāi)挖速度或/和基坑分層開(kāi)挖時(shí)的每次開(kāi)挖深度進(jìn)行調(diào)整。

17、在其中一些實(shí)施例中，在步驟s3中，斜錨桿的總長(zhǎng)度等于斜錨桿的自由段長(zhǎng)度和錨固段長(zhǎng)度之和，根據(jù)式(5)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)式(6)-式(7)進(jìn)行計(jì)算；多個(gè)斜錨桿的間距根據(jù)式(8)進(jìn)行計(jì)算；

18、(5)；

19、(6)；

20、(7)；

21、(8)；

22、式(5)-式(8)中，為斜錨桿的傾角，；為斜錨桿的直徑；為土體的滑動(dòng)面深度；為斜錨桿拉拔力的期望值；為斜錨桿錨固段與土體的界面抗拔強(qiáng)度；和均為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，，；為土體的粘聚力；為基坑第二階段的總開(kāi)挖深度。

23、在其中一些實(shí)施例中，在步驟s4中，每層內(nèi)支撐包括多個(gè)主撐件，主撐件沿荷載較小側(cè)至荷載較大側(cè)的方向延伸，主撐件長(zhǎng)度方向的一端壓接于荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上；靠近荷載較大側(cè)的多個(gè)主撐件之間垂直連接有一梁體，多個(gè)第二千斤頂連接于梁體上。

24、在其中一些實(shí)施例中，還包括，隨著基坑分階段分層開(kāi)挖施工，在待施工基坑荷載較大側(cè)的地表上、在荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上布設(shè)多個(gè)位移傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已施工基坑的位移并評(píng)估其變形情況；在樁基的頂端、在荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上布設(shè)多個(gè)傾角傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁基及已施工基坑的傾斜變形情況；在斜錨桿上、在每層內(nèi)支撐的每一主撐件及每一梁體上分別布設(shè)多個(gè)應(yīng)力傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其應(yīng)力變化情況；根據(jù)所有監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)第一千斤頂或/和第二千斤頂?shù)耐屏M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

25、在其中一些實(shí)施例中，每層內(nèi)支撐的每一主撐件上均設(shè)有rfid標(biāo)簽。

26、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例中的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，提高基坑支護(hù)體系的剛度和承載能力，增強(qiáng)基坑荷載較大側(cè)的抗滑移能力，而且能夠?qū)游灰萍白冃吻闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)精確調(diào)控，確保非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工時(shí)的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，在步驟s1中，布置于所述荷載較大側(cè)的樁基的直徑大于布置于荷載較小側(cè)的樁基的直徑，布置于所述荷載較小側(cè)的多個(gè)樁基的間距大于布置于荷載較大側(cè)的多個(gè)樁基的間距。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，在步驟s1中，所述樁基于土體內(nèi)的嵌固長(zhǎng)度和樁基的直徑的確定方式為，首先假定和的初始值，然后根據(jù)式(1)-式(2)進(jìn)行迭代計(jì)算，直至使所述樁基的總承載力滿足式(3)的要求；多個(gè)所述樁基的間距根據(jù)式(4)進(jìn)行計(jì)算；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，在步驟s2中，將基坑第一階段的總開(kāi)挖深度記作、總開(kāi)挖次數(shù)記作、每次開(kāi)挖深度記作，其中，；在進(jìn)行基坑第一階段的分層開(kāi)挖施工時(shí)，開(kāi)挖深度滿足，且。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，還包括，在待施工基坑所述荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的周邊地表上布設(shè)多個(gè)沉降儀，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑周邊地表的沉降情況，據(jù)此對(duì)基坑開(kāi)挖速度或/和基坑分層開(kāi)挖時(shí)的每次開(kāi)挖深度進(jìn)行調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，在步驟s3中，所述斜錨桿的總長(zhǎng)度等于斜錨桿的自由段長(zhǎng)度和錨固段長(zhǎng)度之和，根據(jù)式(5)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)式(6)-式(7)進(jìn)行計(jì)算；多個(gè)所述斜錨桿的間距根據(jù)式(8)進(jìn)行計(jì)算；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，在步驟s4中，每層所述內(nèi)支撐包括多個(gè)主撐件，所述主撐件沿荷載較小側(cè)至荷載較大側(cè)的方向延伸，所述主撐件長(zhǎng)度方向的一端壓接于荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上；靠近所述荷載較大側(cè)的多個(gè)主撐件之間垂直連接有一梁體，多個(gè)所述第二千斤頂連接于梁體上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，還包括，隨著基坑分階段分層開(kāi)挖施工，在待施工基坑所述荷載較大側(cè)的地表上、在荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上布設(shè)多個(gè)位移傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已施工基坑的位移并評(píng)估其變形情況；在所述樁基的頂端、在荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)的已施工基坑側(cè)壁上布設(shè)多個(gè)傾角傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述樁基及已施工基坑的傾斜變形情況；在所述斜錨桿上、在每層內(nèi)支撐的每一主撐件及每一梁體上分別布設(shè)多個(gè)應(yīng)力傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其應(yīng)力變化情況；根據(jù)所有監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)所述第一千斤頂或/和第二千斤頂?shù)耐屏M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，其特征在于，每層所述內(nèi)支撐的每一主撐件上均設(shè)有rfid標(biāo)簽。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于基坑施工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工控制方法，包括：在待施工基坑荷載較大側(cè)和荷載較小側(cè)分別進(jìn)行樁基支護(hù)；進(jìn)行基坑第一階段的分層開(kāi)挖；在荷載較大側(cè)的已施工基坑側(cè)壁布置斜錨桿進(jìn)行支護(hù)，斜錨桿頂端設(shè)有第一千斤頂；進(jìn)行基坑第二階段的分層開(kāi)挖，并逐步在已施工基坑內(nèi)布置多層內(nèi)支撐，內(nèi)支撐一端壓接于荷載較小側(cè)的基坑側(cè)壁上，另一端經(jīng)多個(gè)第二千斤頂壓接于荷載較大側(cè)的基坑側(cè)壁上；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已施工基坑的位移及變形情況，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)第一千斤頂或/和第二千斤頂?shù)耐屏M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。本發(fā)明優(yōu)化了基坑支護(hù)體系的設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑位移及變形情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及調(diào)控，確保非對(duì)稱(chēng)荷載下基坑施工時(shí)的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭躍華,葉建州,付艷斌,任思光,黎小平,劉文斌,高越
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交第一航務(wù)工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19