[发明专利]一种基于土壤特征的基坑支护设计方法

说明书

本发明公开了一种基于土壤特征的基坑支护设计方法，其包括有以下步骤：a、通过地下水渗流场检测方法获得基坑全场三维渗流场数据，以及通过土体强度原位检测方法获得基坑全场三维强度场数据；b、根据步骤a所获得的基坑全场三维渗流场数据、三维强度场数据，选择基坑开挖方法以及基坑支护方法；c、根据基坑支护方法和基坑分级确定基坑边界条件；d、基于有限元分析对支撑构件进行优化。本发明的基于土壤特征的基坑支护设计方法能够在一定程度上缓解现有基坑开挖、支护过程中出现的问题，以进一步提高基坑支护工程的稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种基于土壤特征的基坑支护设计方法。

背景技术

近年来，随着城市建筑工程的不断发展，基坑支护过程中出现的问题愈发明显；基坑土壤地质结构复杂，地下水时随效应明显，这些都可能影响基坑设计、开挖和施工过程。

为确保基坑支护工程的稳定性和安全性，需要针对存在的问题采取有效的解决措施。通过加强设计理念创新去寻找新的计算方法，能够在一定程度上缓解基坑开挖、支护过程中出现的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于土壤特征的基坑支护设计方法，该基于土壤特征的基坑支护设计方法能够在一定程度上缓解现有基坑开挖、支护过程中出现的问题，以进一步提高基坑支护工程的稳定性和安全性。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种基于土壤特征的基坑支护设计方法，包括有以下步骤，具体的：

a、通过地下水渗流场检测方法获得基坑全场三维渗流场数据，以及通过土体强度原位检测方法获得基坑全场三维强度场数据，具体步骤为：

a1、沿着基坑周边依次间隔设置若干多功能检测杆，多功能检测杆包括有呈直杆形状，检测杆杆体为中空结构且检测杆杆体的芯部开设有朝上开口的杆体容置腔，检测杆杆体设置有从上至下依次间隔布置的测点安装位，检测杆杆体的各测点安装位分别装设有电极、呈圆环形状的压电陶瓷环，各电极以及各压电陶瓷环的数据引出线分别通过杆体容置腔且经由杆体容置腔的上端开口引出，各电极以及各压电陶瓷环的数据引出线分别与数据采集仪器电性连接；

a2、依次检测位于不同多功能检测杆的两个电极之间的电阻率，并通过交叉分析得到基坑全场三维渗流场数据；

a3、对多功能检测杆的各环形压电陶瓷施加电信号，各环形压电陶瓷分别作为信号发射端、信号接收端，且各环形压电陶瓷分别进行一次信号发射以及多次信号接收，各环形压电陶瓷发射信号时分别驱动土体低频震动，根据信号接收端的环形压电陶瓷所接收的信号强弱即可反映相应信号的信号发射端与信号接收端两点之间土体强度，再通过交叉分析得到基坑全场三维强度场数据；

b、根据步骤a所获得的基坑全场三维渗流场数据、三维强度场数据，选择基坑开挖方法以及基坑支护方法，具体步骤为：

b1、通过基坑全场三维强度场数据能够计算分析出基坑的土体抗剪强度，结合考虑土体应力水平以确定基坑的土体种类；

b2、在确定基坑的土体种类之后，根据基坑全场三维渗流场数据确定基坑土体含水率分布，再根据基坑土体含水率分布确定土体塑性指数；

b3、通过分布判断基坑土体各处是否达到液限或者塑限，根据判断结果确定土体性能属性，以确定基坑开挖方法和基坑支护方法；

c、根据基坑支护方法和基坑分级确定基坑边界条件：在土体性能属性确定之后，在该土体性能属性条件下，综合考虑永久荷载、可变荷载、偶然荷载以及耦合分析土压力、水压力、建筑物和结构物荷载、施工荷载、温度引起的支护结构附加荷载，以确定基坑支撑荷载作为基坑边界条件；

d、支撑构件优化：