一种建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于建筑安全领域，具体涉及一种建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法及系统。预测方法包括如下步骤：S1：在基坑周围划定数据采样的测区和测块。S2：按照预设的采样标准布置获取不同类型样本数据的测点。S3：采集并存储各个测点处对应的样本数据。S4：生成各测块的风险状态评估值。风险评估值主要由温度同比偏差、含水率偏幅、应力偏移量、压力偏幅进行归一化和融合处理得到；S5：计算所有测块的风险状态评估值的离散度，并生成用于评估塌方风险的预测结果。预测系统包括土壤湿度、温度、坑壁压力和锚索应力在线监测机构，以及数据处理模块和警报器。本发明专利技术解决了大型建筑的深基坑工程塌方风险难以预测，安全隐患难以及时排查等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法及系统


[0001]本专利技术属于建筑安全领域，具体涉及一种建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法及系统。

技术介绍

[0002]基坑是建筑工程中在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。在房屋、桥梁、甚至是隧道等建筑工程均需要开挖基坑。基坑开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开完的基坑需要采用支护结构进行防护，避免基坑塌方。其中，对于较浅的基坑可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工规定确定。而对于开挖较深及邻近有建筑物者，可用基坑壁支护方法，喷射混凝土护壁方法。大型基坑甚至需要采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法，防止外侧土层坍入。
[0003]深基坑一般值开挖深度大于或等于5m的基坑，这一类的基坑通常需要设置支护结构。根据相关规定，开挖深度超过5m、或开挖深度未超过5m但现场地质情况和周围环境较为复杂的基坑工程均应实施基坑工程监测；以预防基坑塌方事件的发生。
[0004]现有的基坑工程边坡监测主要采用的技术方案是在护坡结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法，其特征在于，其用于对工程建造中包含锚固措施的土质边坡进行监测，及时预测可能存在塌方风险，并辅助排查安全隐患；所述预测方法包括如下步骤：S1：以基坑边缘向外5m为远界，沿基坑边缘为近界划定测区，然后根据基坑轮廓的长度和形状将测区均匀划分为若干个呈中心放射状分布的测块；S2：在测区内按照预设的采样标准布置用于获取不同类型样本数据的测点；获取的样本数据的类型包括土壤温度t、土壤含水率waf，锚索应力f和坑壁压力p；S3：按照预设的采样周期分别采集各个测点处对应的样本数据，并记录各测点的样本数据的历史数据；S4：在任意一个测块内所有类型的样本数据均完成至少一轮更新后，将当前周期内的所有采样数据形成一个测块数据包；并根据测块数据包计算各测块对应的一个风险状态评估值；所述风险状态评估值的计算过程如下：S41：计算测块内各个土壤温度测点的当前状态值与过去三日相同时刻均值的温度同比偏差Dt；计算公式如下：上式中，t
i
表示当前测块内第i个测点当前时刻的土壤温度；n1为当前测块内的土壤温度测点的数量；tm
i
为当前测点过去三日同时刻土壤温度的均值；S42：计算测块内不同深度测点与参考位置基准值相比的土壤含水率增幅，并计算对应的含水率偏幅Dwaf：计算公式如下：上式中，m1表示不同土壤含水率测点对应的深度；waf
i
表示当前测块中深度为i处的所有测点的土壤含水率均值；waf0
i
深度为i处的土壤含水率的基准值，ε
i
表示不同深度i处的土壤含水率过饱和时对应的风险系数；S43：计算测块内各测点的锚索应力在当前周期内的均值相对初始值的增量，并计算测块内的应力偏移量Df；计算公式如下：上式中，n2表示当前测块内锚索应力的测点数量；ft
i
表示第i个锚索应力测点的当前时刻的测量值；f0
i
表示第i个锚索应力测点的初始值；S44：计算测块内各测点的坑壁压力在当前采样周期内的均值相对初始值的增长率，并计算测块内的压力偏幅Dp；计算公式如下：上式中，m2表示坑壁压力的测点对应的深度；p
i
表示当前测块中深度为i处的坑壁压力；p0
i
深度为i处的坑壁压力的初始值；
S45：分别对温度同比偏差D
t
、含水率偏幅Dwaf、应力偏移量Df、压力偏幅Dp进行归一化处理，然后融合得到一个对应的风险状态评估值Ass，计算公式如下：Ass＝α
·
Dt
′
+β
·
Dwaf
′
+γ
·
Df
′
+λ
·
Dp
′
上式中，Dt
′
、Dwaf
′
、Df
′
和Dp
′
分别为Dt、Dwaf、Df和Dp的归一化值；α、β、γ、λ分别为预设的土壤温度、土壤含水率、锚索应力和坑壁压力四种指标的变化对基坑塌方风险的影响权重；且满足：α+β+γ+λ≤1；S5：计算所有测块的风险状态评估值Ass的离散度，并根据离散度生成用于塌方风险的一个预测结果Y：其中，当Y＝1时，表示存在塌方风险；当Y≤1时，表示无塌方风险。2.如权利要求1所述的建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法，其特征在于：步骤S1中，测区和测块的划分方法如下：S11：通过正投影法获取基坑上沿的轮廓特征；S12：采用多边形拟合算法对基坑上沿的外轮廓进行拟合，获取重合率不低于95％的边数最少的多边形；S13：对基坑上口边沿进行分段，分段标准为：不同的边划分到不同的分段；同一条边均匀分段且单一分段长度不大于60m；S14：以基坑的多边形中心为端点向各分段分界点处引射线；然后，以基坑边缘为近界，以及基坑边缘向外5m为远界，相邻两条射线为两侧界限，得到的各个独立的围合区域对应的向下达到基坑最大深度的实体空间为各个测块。3.如权利要求1所述的建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法，其特征在于：步骤S2中不同类型样本数据的测点的分布状态如下：(1)土壤温度的测点均匀分布在测块中从地表至土壤深度2m范围内；测点的分布密度不低于200m3每个；(2)土壤含水率的测点分为表层型和深层型；表层型测点分布在测块中从地表至土壤深度2m范围内；深层类分布在土壤深度2m以下至基坑最大深度的范围内，并以5m为间隔均匀分布在不同深度层；表层型和深层型中每个深度层对应的测点的分布密度均不低于400m3每个；(3)锚索应力的测点分布在各个测块中坡面对应的护坡结构上，从每个测块的护坡结构中选择至少4个锚杆作为锚索应力的测点；(4)坑壁压力的测点分布各个测块中护坡结构和土体的纵向界面上，并按照3m为深度间隔向下依次分布。4.如权利要求1所述的建筑深基坑边坡塌方风险的预测方法，其特征在于：步骤S41中，tm
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【专利技术属性】
技术研发人员：王恒程，何康，李秀勤，胡钰，孟祥玲，
申请(专利权)人：安徽远维建设有限公司，
类型：发明
国别省市：