一种非对称荷载下基坑施工控制方法与流程

本发明属于基坑施工，具体涉及一种非对称荷载下基坑施工控制方法。

背景技术：

1、在城市建设和地下空间开发过程中，基坑开挖是一项必不可少的施工环节。然而，由于基坑周边环境的复杂性和多样性，基坑周围常常存在不均匀的荷载分布，尤其是在密集的城市区域、地势落差大的地区，这种不均匀荷载（即非对称荷载）的情况更为显著。非对称荷载会导致基坑的受力状态不均衡，从而引发基坑周边土体的位移及变形，严重时甚至会造成基坑失稳、坍塌等安全事故。

2、基坑施工时，传统的基坑支护方式，如土钉墙、桩锚支护、钢板桩支护等，通常是针对对称荷载设计的；当遇到非对称荷载时，传统的基坑支护方式往往难以应对复杂的受力状态，经常出现支护不均匀、施工复杂、监测与反馈不足等问题，具体为：

3、1）传统的基坑支护方式无法针对非对称荷载分布进行精细化设计，极易导致支护结构在荷载较大侧不够稳定、而在荷载较小侧出现支护过剩的情况，这不仅增加了施工成本，也埋下了安全隐患；为应对非对称荷载，施工过程中通常需要大量的现场调整和临时支护措施，这不仅延长了工期，还增加了施工难度和成本；

4、2）传统的基坑支护方式缺乏实时监测和反馈机制，无法及时调整支护方案以应对非对称荷载下可能发生的突发情况，易导致基坑周边土体尤其是荷载较大侧的土体发生不可控的位移及变形，增加了基坑施工时的安全风险。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供一种非对称荷载下基坑施工控制方法，以解决背景技术中提到的至少一个技术问题。

2、本发明提供一种非对称荷载下基坑施工控制方法，包括以下步骤：

3、s1、确定非对称荷载下待施工基坑的荷载较大侧和荷载较小侧；在荷载较大侧和荷载较小侧的土体内分别布置多个桩基进行支护；在待施工基坑区域的土体内打设多个预应力立柱；

4、s2、进行基坑第一阶段的分层开挖施工，直至达到预设的基坑水平面；

5、s3、在荷载较大侧的已施工基坑侧壁土体内插设多个斜锚杆进行支护；斜锚杆的顶端连接有第一千斤顶；

6、s4、进行基坑第二阶段的分层开挖施工，直至达到预设的基坑底面；基坑第二阶段每层开挖完成后，均在已施工基坑内布置一层内支撑；内支撑与多个预应力立柱相连接，且内支撑的一端压接于荷载较小侧的已施工基坑侧壁上，另一端连接有多个第二千斤顶，以通过多个第二千斤顶压接于荷载较大侧的已施工基坑侧壁上；

7、在执行步骤s3、s4时，实时监测已施工基坑的位移及变形情况，并根据监测结果对第一千斤顶或/和第二千斤顶的推力进行实时调控。

8、在其中一些实施例中，在步骤s1中，布置于荷载较大侧的桩基的直径大于布置于荷载较小侧的桩基的直径，布置于荷载较小侧的多个桩基的间距大于布置于荷载较大侧的多个桩基的间距。

9、在其中一些实施例中，在步骤s1中，桩基于土体内的嵌固长度和桩基的直径的确定方式为，首先假定和的初始值，然后根据式(1)-式(2)进行迭代计算，直至使桩基的总承载力满足式(3)的要求；多个桩基的间距根据式(4)进行计算；

10、(1)；

11、(2)；

12、(3)；

13、(4)；

14、式(1)-(4)中，为土体的平均侧摩阻力；为桩端土体的单位承载力；为预设的安全系数；为桩基总承载力的设计值；和均为经验系数，，。

15、在其中一些实施例中，在步骤s2中，将基坑第一阶段的总开挖深度记作、总开挖次数记作、每次开挖深度记作，其中，；在进行基坑第一阶段的分层开挖施工时，开挖深度满足，且。

16、在其中一些实施例中，还包括，在待施工基坑荷载较大侧和荷载较小侧的周边地表上布设多个沉降仪，以实时监测基坑周边地表的沉降情况，据此对基坑开挖速度或/和基坑分层开挖时的每次开挖深度进行调整。

17、在其中一些实施例中，在步骤s3中，斜锚杆的总长度等于斜锚杆的自由段长度和锚固段长度之和，根据式(5)进行计算，根据式(6)-式(7)进行计算；多个斜锚杆的间距根据式(8)进行计算；

18、(5)；

19、(6)；

20、(7)；

21、(8)；

22、式(5)-式(8)中，为斜锚杆的倾角，；为斜锚杆的直径；为土体的滑动面深度；为斜锚杆拉拔力的期望值；为斜锚杆锚固段与土体的界面抗拔强度；和均为经验系数，，；为土体的粘聚力；为基坑第二阶段的总开挖深度。

23、在其中一些实施例中，在步骤s4中，每层内支撑包括多个主撑件，主撑件沿荷载较小侧至荷载较大侧的方向延伸，主撑件长度方向的一端压接于荷载较小侧的已施工基坑侧壁上；靠近荷载较大侧的多个主撑件之间垂直连接有一梁体，多个第二千斤顶连接于梁体上。

24、在其中一些实施例中，还包括，随着基坑分阶段分层开挖施工，在待施工基坑荷载较大侧的地表上、在荷载较大侧和荷载较小侧的已施工基坑侧壁上布设多个位移传感器，以实时监测已施工基坑的位移并评估其变形情况；在桩基的顶端、在荷载较大侧和荷载较小侧的已施工基坑侧壁上布设多个倾角传感器，以实时监测桩基及已施工基坑的倾斜变形情况；在斜锚杆上、在每层内支撑的每一主撑件及每一梁体上分别布设多个应力传感器，以实时监测其应力变化情况；根据所有监测结果对第一千斤顶或/和第二千斤顶的推力进行实时调控。

25、在其中一些实施例中，每层内支撑的每一主撑件上均设有rfid标签。

26、基于上述技术方案，本发明实施例中的非对称荷载下基坑施工控制方法，提高基坑支护体系的刚度和承载能力，增强基坑荷载较大侧的抗滑移能力，而且能够对基坑位移及变形情况进行实时监测及动态精确调控，确保非对称荷载下基坑施工时的安全性。

1.一种非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，在步骤s1中，布置于所述荷载较大侧的桩基的直径大于布置于荷载较小侧的桩基的直径，布置于所述荷载较小侧的多个桩基的间距大于布置于荷载较大侧的多个桩基的间距。

3.根据权利要求2所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，在步骤s1中，所述桩基于土体内的嵌固长度和桩基的直径的确定方式为，首先假定和的初始值，然后根据式(1)-式(2)进行迭代计算，直至使所述桩基的总承载力满足式(3)的要求；多个所述桩基的间距根据式(4)进行计算；

4.根据权利要求1所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，在步骤s2中，将基坑第一阶段的总开挖深度记作、总开挖次数记作、每次开挖深度记作，其中，；在进行基坑第一阶段的分层开挖施工时，开挖深度满足，且。

5.根据权利要求1或4所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，还包括，在待施工基坑所述荷载较大侧和荷载较小侧的周边地表上布设多个沉降仪，以实时监测基坑周边地表的沉降情况，据此对基坑开挖速度或/和基坑分层开挖时的每次开挖深度进行调整。

6.根据权利要求1所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，在步骤s3中，所述斜锚杆的总长度等于斜锚杆的自由段长度和锚固段长度之和，根据式(5)进行计算，根据式(6)-式(7)进行计算；多个所述斜锚杆的间距根据式(8)进行计算；

7.根据权利要求1所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，在步骤s4中，每层所述内支撑包括多个主撑件，所述主撑件沿荷载较小侧至荷载较大侧的方向延伸，所述主撑件长度方向的一端压接于荷载较小侧的已施工基坑侧壁上；靠近所述荷载较大侧的多个主撑件之间垂直连接有一梁体，多个所述第二千斤顶连接于梁体上。

8.根据权利要求7所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，还包括，随着基坑分阶段分层开挖施工，在待施工基坑所述荷载较大侧的地表上、在荷载较大侧和荷载较小侧的已施工基坑侧壁上布设多个位移传感器，以实时监测已施工基坑的位移并评估其变形情况；在所述桩基的顶端、在荷载较大侧和荷载较小侧的已施工基坑侧壁上布设多个倾角传感器，以实时监测所述桩基及已施工基坑的倾斜变形情况；在所述斜锚杆上、在每层内支撑的每一主撑件及每一梁体上分别布设多个应力传感器，以实时监测其应力变化情况；根据所有监测结果对所述第一千斤顶或/和第二千斤顶的推力进行实时调控。

9.根据权利要求8所述的非对称荷载下基坑施工控制方法，其特征在于，每层所述内支撑的每一主撑件上均设有rfid标签。