[发明专利]一种内支撑建筑基坑安全性的综合评价方法

说明书

本发明公开一种内支撑建筑基坑安全性的综合评价方法，步骤如下：（1）确定基坑安全评价的各个一级影响因子和二级影响因子，构建二级模糊综合评判模型；（2）根据基坑设计单位提供的报警值和控制值（或设计值），将各个二级影响因子划分为四个等级；（3）确定各个二级影响因子的监测位置并测定监测值，归类划分在四个等级中得到分布系数。由分布系数组成二级影响因子的隶属度矩阵，计算各一级影响因子的隶属度；(4)建立基坑安全性分级标准，分为四个级别；（5）各一级影响因子的隶属度组成矩阵，计算基坑整体模糊综合评判隶属度X；（6）计算评判值=X•Q^T，采用评判值在基坑安全性等级划分中的归属得到基坑安全状态评价。

技术领域

本发明属于建筑物现场施工技术范畴，特别是涉及为维持建筑物基坑的安全而进行的监测和综合评价的技术领域。

背景技术

在经济发展和城市化进程不断深入的背景下，中国的城市建筑物呈现向高空和地下发展的趋势。特别是一些大体量的综合建筑物或建筑物群，设计的地下空间跨度大、层数多，因而其基坑工程呈现面积大、深度高、维护难的特点。部分基坑工程更由于地处城市的繁华地段，周围交通繁忙、建筑物密集且地下管线密布，造成了基坑工程不仅存在基坑本身的安全与稳定的问题，而且还存在因土方开挖引起周围地层移动、降水引起周边水位下降等危及相邻建筑物、地下管线及城市市政设施正常使用的问题。在沿海地区，区位较为优越、经济价值较高的地段，往往靠近海岸，多数属于软土地基。在小于20米深度的基坑所处的土层结构中，以淤泥层为最常见，其上部和下部通常包括薄层的粉砂层、粉土层等其它土质，部分淤泥层厚度可达30-40米。并且，土层的含水量较为充足。这种特别的地质、水文情况使基坑工程的安全控制难度大大增加。

目前，基坑的理论和技术还很不成熟，基坑设计中使用的各种土压力理论和计算方法较多地采用了大量的假设，致使计算得出的结论和实际情况有所偏差。因此，基坑支护结构的设计和施工在工程中需要切实的监测和评价方法来评判，并及时作出修正，才能保证工程施工的安全和经济性。特别是沿海地区, 地质条件的独特性，决定了仅靠理论分析和经验估计难以完全经济可靠的进行基坑工程施工。发明专利CN101644065B公开了一种基坑安全状态监测方法，通过对监测数据与极限状态的比较，定量计算基坑当前所处的安全状态。其技术效果是识别安全程度不同的风险点和风险项目，用于对基坑的安全状态作出事前评价。这种方法是基于对各种监测项目视为相同权重的理论基础，是一种较为宽泛的定量评价，只能满足地层条件简单，支护结构单一、施工质量稳定的基坑工程。在支护结构的形式多样化、多种施工方式兼备、施工过程不确定因素普遍存在的情况下，按照上述评价方法，不同监测参数的权重不能得到体现和参与评价。因此，上述评价方法就不能应用。综观目前所公开和实践应用的基坑工程安全性评价所采用的方法，兼备充分科学性和可操作性、经历工程检验的方法还没有为公众所知。

发明内容

本发明的目的是解决目前建设工程领域对基坑，特别是沿海软土地基开挖的基坑，在开挖过程和开挖完成后进行安全性评价的方法比较粗略，理论性强而针对性弱、可操作性差等不足，提出一种基于模糊综合评判法的评价方法。涵盖对符合标准设计的一级、二级基坑的综合监测和安全性评价的过程，也适合对基坑的局部区域安全性进行评价。特别是适用于需要构建内支撑结构的、面积较大的深基坑的监测和评价。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

（1）确定基坑安全评价的影响因素，构建二级模糊综合评判模型。确定一级影响因子的判断矩阵，归一化得到。一级影响因子包括围护结构的变形、内支撑结构的变形、周边建筑物和地表的变形、周边水位的变化。二级影响因子：围护结构的变形包括围护墙顶部水平位移量、围护墙顶部竖向位移量和围护墙深层水平位移量。内支撑结构的变形包括立柱竖向位移量、支撑内力值。周边建筑物和地表的变形包括周边地表竖向位移量、周边建筑物竖向位移和倾斜量、周边建筑物和地表裂缝或管线变形量。周边水位的变化则为地下水位变化量。

（2）根据基坑设计单位提供的报警值和控制值（或设计值），将各个二级影响因子划分为a、b、c、d四个等级，其中等级划分的标准按下表确定：