[發明專利]一種軟土地層深基坑圍護結構變形估算方法

有效

• 申請號: 201710133871.4
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN107025333B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 秦康;陸征宇;王中海;徐育靖;黎文華
• 申請（專利權）人: 廣西建工集團第五建筑工程有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 莫燕華

一種軟土地層深基坑圍護結構變形估算方法，首先根據對軟土地層大量深基坑開挖引起的圍護結構變形實測曲線的擬合分析，引入地層損失法的概念，建立軟土地層深基坑圍護結構變形計算模型；然后參照盾構法隧道地面沉降Peck公式和Schmidt公式和三角形沉降公式的思路，得出通過墻后地表沉降包絡曲線面積也可得到圍護結構變形包絡線的面積,計算墻后地表沉降曲線包絡面積B；再根據之前的各公式導出軟土地層深基坑圍護結構變形估算計算公式；最后將各參數的值代入軟土地層深基坑圍護結構變形估算計算公式,即可計算出圍護結構任意一點的變形值。通過高斯函數對圍護結構變形的擬合曲線與實測結果曲線高度擬合，效果良好。

技術領域

本發明涉及深基坑工程技術領域，特別是一種軟土地層深基坑圍護結構變形估算方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅速發展，超高層建筑的發展與地鐵車站的開挖對人們的影響越來越大，由此帶來的深基坑工程數量越來越多，并且朝著更深、更大、更復雜的方向發展。由于大多數深基坑工程都在市內施工，由此引起的基坑圍護結構的變形和對周邊環境的影響不容忽視。尤其在軟土地區，土體具有含水量高、強度低、滲透性低等特點，工程地質和水文地質條件較差，增加了基坑工程施工的難度。隨著變形控制理論在工程中的應用，開展基坑工程圍護結構變形的分析研究具有重要意義。

基坑變形計算常用的方法主要有：極限平衡法、地基反力法和有限單元法等。極限平衡法在基坑設計早期提出，計算簡單、使用方便，常用于空間效應不明顯、地層較均勻、周圍環境較穩定的支護結構，但該方法不考慮墻體變形和橫向支撐變形，僅通過已知的土壓力計算墻體的傾斜，計算結果不能滿足要求。彈性地基梁法分析基坑圍護結構變形時，“m”法計算模式明確，結果也比較符合實際，應用廣泛，但由于土體水平抗力系數m的影響因素較多，因此對m的取值要求很高；有限元數值模擬計算方法雖然可以模擬基坑的整個開挖過程，并對其空間三維幾何特性開展研究，但對于不同種類土體參數的選取要求很高，參數選取不當會導致計算結果差異很大。

發明內容

本發明在整理、總結軟土地區大量深基坑監測數據的基礎上，從劉建航、侯學淵提出的墻體位移和地面沉降二者的地層移動面積相關理論出發，結合數理統計原理，提出了高斯函數擬合基坑圍護結構變形曲線的方法，并導出了軟土地區深基坑開挖圍護結構變形的估算公式。

解決上述問題的技術方案是：一種軟土地層深基坑圍護結構變形估算方法，包括以下步驟：

步驟1:建立計算模型:根據對軟土地層大量深基坑開挖引起的圍護結構變形實測曲線的擬合分析，引入地層損失法的概念，建立軟土地層深基坑圍護結構變形計算模型；

步驟2:參照盾構法隧道地面沉降Peck公式和Schmidt公式和三角形沉降公式的思路，得出墻后地表沉降包絡曲線面積B，然后計算得到圍護結構變形包絡曲線的面積；

步驟3：根據步驟1和步驟2各相關的公式，導出軟土地層深基坑圍護結構變形估算計算公式；

步驟4：將各參數的值代入軟土地層深基坑圍護結構變形估算計算公式,即可計算出圍護結構任意一點的變形值。

其進一步技術方案：在步驟1中建立的計算模型要假定以下三點：

(1)軟土地層深基坑圍護結構變形計算模型符合高斯函數，該計算模型公式為：

式中，u為圍護結構任一點變形量，單位為:mm；z為圍護結構任意一點深度，單位為:m；z_m為圍護結構最大變形值距地表距離，單位為:m；A為圍護結構變形曲線包絡面積，單位為m·mm；w為經驗系數；

(2)圍護結構變形曲線包絡面積A值的確定：圍護結構變形曲線包絡面積A與墻后地表沉降包絡曲線面積B之比存在比例關系為：

A＝αB，