深基坑水下开挖方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及建筑结构设计技术领域，公开了一种深基坑水下开挖方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度；根据所述目标干挖深度对待挖深基水坑进行干挖；在干挖结束后，根据目标抗突涌规则确定回灌水位深度；根据所述回灌水位深度对干挖后的待挖深基水坑进行回灌，并对回灌后的待挖深基水坑进行水下开挖；通过上述方式，以不降水干挖的方式将待挖深基水坑挖至目标干挖深度，然后利用回灌水位深度对干挖后的待挖深基水坑进行回灌，从而能够有效提高水下开挖深基坑的围护结构稳定性和效率，以及降低水下开挖深基坑的成本。以及降低水下开挖深基坑的成本。以及降低水下开挖深基坑的成本。

【技术实现步骤摘要】
深基坑水下开挖方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及建筑结构设计
，尤其涉及深基坑水下开挖方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着城市建设的快速发展，市政工程基础建设需求也逐步增加，使得高水位、超厚强透水地层中的深基坑的数量也不断增加，因此，需要投入完善和先进的施工技术，才能保证整体的施工质量，而水下开挖作为当前市政工程深基坑施工中不可或缺的操作流程，总体来看，目前，水下开挖的相关技术为采用“强支撑+厚封底”方式，但是作业时需要以下满足：1)成槽、施作地连墙；2)先进行部分潜水的降水作业，对周边环境特别是地下水环境造成不利影响，干开挖至设计水下开挖的位置；过程中及时支撑；3)水下分层分部开挖，开挖过程中及时回灌水位；4)采用厚封底保障底部的抗剪切能力，封底参数采用压力平衡法计算、设计，设置必要的凹凸榫槽，便于封底与地连墙的定位、连接，显然，通过上述水下开挖的相关技术会造成水下作业难度大、工效低、成本高，与水下开挖的初衷相违背。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种深基坑水下开挖方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术水下开挖深基坑的效率低且成本较高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种深基坑水下开挖方法，所述深基坑水下开挖方法包括以下步骤：
[0006]根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度；
[0007]根据所述目标干挖深度对待挖深基水坑进行干挖；
[0008]在干挖结束后，根据目标抗突涌规则确定回灌水位深度；
[0009]根据所述回灌水位深度对干挖后的待挖深基水坑进行回灌，并对回灌后的待挖深基水坑进行水下开挖。
[0010]可选地，所述根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度，包括：
[0011]获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的土层厚度和所述待挖深基水坑的基坑深度；
[0012]根据所述土层厚度和所述基坑深度计算出总高度；
[0013]获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的各土层重度；
[0014]根据所述各土层重度和土层数量计算出各土层平均重度；
[0015]按照突涌深度公式根据所述总高度、各土层平均重度、水重度、承压水水头高度以及突涌稳定性安全系数计算出干挖坑突涌的目标深度；
[0016]在潜水水位小于所述干挖坑突涌的目标深度时，将所述潜水水位作为目标干挖深
度；
[0017]在所述潜水水位大于或等于所述干挖坑突涌的目标深度时，将所述干挖坑突涌的目标深度作为目标干挖深度。
[0018]可选地，所述在干挖结束后，根据目标抗突涌规则确定回灌水位深度，包括：
[0019]在干挖结束后，获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的各土层平均重度；
[0020]根据目标干挖深度和待挖深基水坑的基坑深度确定深度差；
[0021]按照回灌深度公式根据目标抗突涌规则、深度差、各土层平均重度以及水重度计算出回灌水位深度。
[0022]可选地，所述对回灌后的待挖深基水坑进行水下开挖之后，还包括：
[0023]在水下开挖完成后，得到目标深基水坑；
[0024]根据塑性绞线原理确定初始封底厚度；
[0025]根据封底凹凸榫槽属性和地连墙凹凸榫槽属性设置目标凹凸榫槽参数；
[0026]根据所述目标凹凸榫槽参数和所述初始封底厚度确定目标封底厚度；
[0027]根据所述目标封底厚度对所述目标深基水坑进行封底；
[0028]在所述封底后的目标深基水坑的当前强度大于预设强度阈值时，抽干所述封底后的目标深基水坑内的水位。
[0029]可选地，所述根据塑性绞线原理确定初始封底厚度，包括：
[0030]获取矩形基坑地板的长度和宽度，根据所述长度和宽度计算长宽比系数；
[0031]根据所述长宽比系数计算第一系数和第二系数；
[0032]根据极限弯矩使土梁上边缘开裂所需克服的阻力、第一系数、第二系数、长度计算出第三系数；
[0033]根据所述第三系数、相对隔水层的平均重度、承压水水头高度、水重度计算出待挖深基水坑土层的临界厚度；
[0034]按照封底厚度公式根据塑性绞线原理、所述临界厚度、相对隔水层的厚度以及相对隔水层的平均重度计算出初始封底厚度。
[0035]可选地，所述根据封底凹凸榫槽属性和地连墙凹凸榫槽属性设置目标凹凸榫槽参数，包括：
[0036]根据封底凹凸榫槽属性得到封底凹凸榫槽的底部长度和宽度，以及根据地连墙凹凸榫槽属性得到地连墙凹凸榫槽的底部长度和宽度；
[0037]根据所述封底凹凸榫槽的底部长度、宽度、封底混凝土的抗压强度以及发挥承载的封底凹凸榫槽的个数计算出封底凹凸榫槽的剪切破坏承载能力；
[0038]根据所述地连墙凹凸榫槽的底部长度、宽度、地下连续墙混凝土的抗压强度以及发挥承载的地连墙凹凸榫槽的个数计算出地连墙凹凸榫槽剪切破坏承载能力；
[0039]根据封底凹凸榫槽的承压系数、封底混凝土的抗压强度、发挥承载的封底凹凸榫槽的个数、封底凹凸榫槽的宽度以及封底凹凸榫槽的侧向接触面高度计算出封底凹凸榫槽的表面抗压承载能力；
[0040]根据地连墙凹凸榫槽承压系数、地下连续墙混凝土的抗压强度、发挥承载的地连墙凹凸榫槽的个数、地连墙凹凸榫槽的宽度以及地连墙凹凸榫槽的侧向接触面高度计算出
地连墙凹凸榫槽的表面抗压承载能力；
[0041]根据所述封底凹凸榫槽的剪切破坏承载能力和表面抗压承载能力、地连墙凹凸榫槽剪切破坏承载能力和表面抗压承载能力设置目标凹凸榫槽参数。
[0042]可选地，所述根据所述封底凹凸榫槽的剪切破坏承载能力和表面抗压承载能力、地连墙凹凸榫槽剪切破坏承载能力和表面抗压承载能力设置目标凹凸榫槽参数之后，还包括：
[0043]获取封底高度和凹凸榫槽实施难度；
[0044]根据所述目标凹凸榫槽参数、封底高度和凹凸榫槽实施难度选取目标规格凹凸榫槽；
[0045]将所述目标规格凹凸榫槽分配在封底后的目标深基水坑的目标位置处；
[0046]在分配完成后，对所述目标规格凹凸榫槽进行抗剪检测，得到当前抗剪承载力；
[0047]在所述当前抗剪承载力小于预设承载力阈值时，根据所述当前抗剪承载力和所述预设承载力阈值计算出抗剪承载力差值；
[0048]根据所述抗剪承载力差值确定增加立柱数量和立柱尺寸；
[0049]根据所述增加立柱数量和立柱尺寸对所述当前抗剪承载力进行调整。
[0050]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种深基坑水下开挖装置，所述深基坑水下开挖装置包括：
[0051]确定模块，用于根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度；
[0052]干挖模块，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述深基坑水下开挖方法包括以下步骤：根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度；根据所述目标干挖深度对待挖深基水坑进行干挖；在干挖结束后，根据目标抗突涌规则确定回灌水位深度；根据所述回灌水位深度对干挖后的待挖深基水坑进行回灌，并对回灌后的待挖深基水坑进行水下开挖。2.如权利要求1所述的深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述根据潜水水位和干挖坑突涌的目标深度确定目标干挖深度，包括：获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的土层厚度和所述待挖深基水坑的基坑深度；根据所述土层厚度和所述基坑深度计算出总高度；获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的各土层重度；根据所述各土层重度和土层数量计算出各土层平均重度；按照突涌深度公式根据所述总高度、各土层平均重度、水重度、承压水水头高度以及突涌稳定性安全系数计算出干挖坑突涌的目标深度；在潜水水位小于所述干挖坑突涌的目标深度时，将所述潜水水位作为目标干挖深度；在所述潜水水位大于或等于所述干挖坑突涌的目标深度时，将所述干挖坑突涌的目标深度作为目标干挖深度。3.如权利要求1所述的深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述在干挖结束后，根据目标抗突涌规则确定回灌水位深度，包括：在干挖结束后，获取承压含水层顶面至待挖深基水坑的底板间的各土层平均重度；根据目标干挖深度和待挖深基水坑的基坑深度确定深度差；按照回灌深度公式根据目标抗突涌规则、深度差、各土层平均重度以及水重度计算出回灌水位深度。4.如权利要求1所述的深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述对回灌后的待挖深基水坑进行水下开挖之后，还包括：在水下开挖完成后，得到目标深基水坑；根据塑性绞线原理确定初始封底厚度；根据封底凹凸榫槽属性和地连墙凹凸榫槽属性设置目标凹凸榫槽参数；根据所述目标凹凸榫槽参数和所述初始封底厚度确定目标封底厚度；根据所述目标封底厚度对所述目标深基水坑进行封底；在所述封底后的目标深基水坑的当前强度大于预设强度阈值时，抽干所述封底后的目标深基水坑内的水位。5.如权利要求4所述的深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述根据塑性绞线原理确定初始封底厚度，包括：获取矩形基坑地板的长度和宽度，根据所述长度和宽度计算长宽比系数；根据所述长宽比系数计算第一系数和第二系数；根据极限弯矩使土梁上边缘开裂所需克服的阻力、第一系数、第二系数、长度计算出第三系数；
根据所述第三系数、相对隔水层的平均重度、承压水水头高度、水重度计算出待挖深基水坑土层的临界厚度；按照封底厚度公式根据塑性绞线原理、所述临界厚度、相对隔水层的厚度以及相对隔水层的平均重度计算出初始封底厚度。6.如权利要求4所述的深基坑水下开挖方法，其特征在于，所述根据封底凹凸榫槽属性和地连墙凹凸榫槽属性设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，陈扬勋，张迪，徐巍，李信，桑运龙，张芳，付钊，刘学增，陈许蓬，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：