本发明涉及基坑工程施工,具体涉及一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法。
背景技术:
1、基坑工程发展至今,其理论体系和工程规范仍在不断发展和完善,以满足日益增长的人们对地下空间的需求。如今,基坑设计和建设都趋向于深、大、长的方向发展,这一趋势无疑加速了城市现代化建设,但同时也伴随着一系列基坑破坏事件的频发。
2、目前,在已有基坑工程事故中,存在较多的基坑连续垮塌事故,然而传统的基坑支护结构设计仍依赖基于平面应变假设和单一构件设计的方法,在支护系统的整体安全性能上考虑不足,不能满足韧性设计理念中所强调的防连续垮塌性能要求。
3、现有的内撑式基坑支护设计一直以来缺乏考虑各支护构件在基坑开挖过程中的各时点是否存在较高的失效风险,以及构件的失效是否会引发后续其他结构的连续破坏,进而导致基坑垮塌。若不采取安全措施降低构件的失效风险,随着越来越多的构件失效,失效的累积荷载将增加,从而越来越难以防止进一步的坍塌。
4、因此,亟需一种可靠性更高、经济性更好的防连续垮塌措施或者韧性设计方案提升该类型基坑的防连续破坏韧性性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,以解决现有技术中的缺乏考虑各支护构件在基坑开挖过程中的各时点是否存在较高的失效风险,以及构件的失效是否会引发后续其他结构的连续破坏的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明具体提供下述技术方案:
3、一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,包括如下步骤:
4、s1:根据正常设计方法对内撑式基坑的支护结构进行设计,确定初始支护方案;
5、s2:基于初步设计,评估可能存在的不利工况,并列举出多种不利因素,根据单因素或多因素耦合影响下的不利工况,确定所有可能出现的不利施工场景;
6、s3:在不利施工场景开挖进程的各时点,对支护体系进行连续垮塌风险评估,得到施工进程的危险时点及相应的支护体系的关键支撑;
7、s4:汇总所有危险时点及对应的关键支撑,并对所有的关键支撑在相应的危险时点采用动态冗余支撑作为临时加固;
8、s5:从所述s2开始重复执行整个流程,判断某时点某根正常设计钢支撑的初始破坏是否会造成其他构件的破坏,若构成破坏,则判定该时点为危险时点,该正常设计钢支撑为关键支撑,并对其采用动态冗余支撑临时加固;若不构成破坏,则结束动态冗余优化设计流程。
9、作为本发明的一种优选方案,在所述s1中,所述支护结构包括:正常设计钢筋混凝土支撑和正常设计钢支撑。
10、作为本发明的一种优选方案,所述关键支撑的定义为:某时点某根正常设计钢支撑的初始破坏可能会引发其他构件的连续破坏,则该支撑为关键支撑。
11、作为本发明的一种优选方案,在所述s2中,所述不利因素包括:地面超载、强降雨、土方超挖、周围地下管线破裂,所述单因素为上述不利因素中的任一种,所述多因素为上述不利因素中的任意两种及以上。
12、作为本发明的一种优选方案,在所述s3中,对支护体系进行连续垮塌风险评估具体包括危险时点的判定和关键支撑的判定;
13、所述危险时点的判定具体为:某开挖区土体开挖完成但未架设该层正常设计钢支撑为一个时点,若该时点其上部开挖区的支撑发生初始破坏会引发其他构件的破坏,则认为该时点为危险时点;
14、所述关键支撑的判定具体为:在某时点对其上部开挖区内的正常设计钢支撑逐根进行拆除构件法分析,若有正常设计钢支撑破坏会导致其他构件的破坏,则判定该正常设计钢支撑为关键支撑。
15、作为本发明的一种优选方案,在所述s4中,对所有的关键支撑在危险时点采用动态冗余设计的具体步骤为:
16、s41:在开挖区所有的关键支撑旁安装动态冗余支撑;
17、s42:在所有的动态冗余支撑下方开挖区架设对应的正常设计钢支撑;
18、s43:在正常设计钢支撑架设完毕后,拆除动态冗余支撑。
19、作为本发明的一种优选方案,在所述s41中,所述动态冗余支撑用作于所述关键支撑的临时保护,并且所述动态冗余支撑可重复拆装。
20、作为本发明的一种优选方案,在所述s43中,所述拆除动态冗余支撑的具体方式为:关键支撑下部开挖区内的支撑架设完成,则可拆除该关键支撑对应的动态冗余支撑用于其他开挖区的动态冗余支撑或正常设计钢支撑或抢险支撑。
21、作为本发明的一种优选方案,拆除的所述动态冗余支撑重复利用于其他开挖区的优先度为:抢险支撑>动态冗余支撑>正常设计钢支撑。
22、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:
23、(1)本发明采用的动态冗余支撑只针对在施工进程危险时点下的关键支撑进行临时加固,有效提升了内撑式基坑的防连续垮塌韧性性能,有效地降低了基坑内支撑结构因受不利因素影响而发生失效的风险。
24、(2)本发明采用的动态冗余支撑即便关键支撑因意外事故而破坏,由于有动态冗余支撑的保护,初始破坏也不会发展为连续破坏。
25、(3)本发明采用的关键支撑下部开挖区的正常设计钢支撑架设完成后,可将动态冗余支撑拆除用作其他开挖区的动态冗余支撑、正常设计钢支撑,或者作为备用的临时抢险支撑,兼顾了经济性和安全性。
1.一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s1中,所述支护结构包括:正常设计钢筋混凝土支撑和正常设计钢支撑。
3.根据权利要求1所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,所述关键支撑的定义为:某时点某根正常设计钢支撑的初始破坏可能会引发其他构件的连续破坏,则该支撑为关键支撑。
4.根据权利要求1所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s2中,所述不利因素包括:地面超载、强降雨、土方超挖、周围地下管线破裂,所述单因素为上述不利因素中的任一种,所述多因素为上述不利因素中的任意两种及以上。
5.根据权利要求3所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s3中,对支护体系进行连续垮塌风险评估具体包括危险时点的判定和关键支撑的判定;
6.根据权利要求1所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s4中,对所有的关键支撑在危险时点采用动态冗余设计的具体步骤为:
7.根据权利要求6所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s41中,所述动态冗余支撑用作于所述关键支撑的临时保护,并且所述动态冗余支撑可重复拆装。
8.根据权利要求6所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,在所述s43中,所述拆除动态冗余支撑的具体方式为:关键支撑下部开挖区内的支撑架设完成,则可拆除该关键支撑对应的动态冗余支撑用于其他开挖区的动态冗余支撑或正常设计钢支撑或抢险支撑。
9.根据权利要求8所述的一种增强内撑式基坑防连续垮塌韧性性能的施工方法,其特征在于,拆除的所述动态冗余支撑重复利用于其他开挖区的优先度为:抢险支撑>动态冗余支撑>正常设计钢支撑。