[发明专利]一种软土地层深基坑围护结构变形估算方法

权利要求书

1.一种软土地层深基坑围护结构变形估算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1:建立计算模型:根据对软土地层大量深基坑开挖引起的围护结构变形实测曲线的拟合分析，引入地层损失法的概念，建立软土地层深基坑围护结构变形计算模型；

步骤2:参照盾构法隧道地面沉降Peck公式和Schmidt公式和三角形沉降公式的思路，得出墙后地表沉降包络曲线面积B，然后计算得到围护结构变形包络曲线的面积；

步骤3:根据步骤1和步骤2各相关的公式，导出软土地层深基坑围护结构变形估算计算公式；

步骤4：将各参数的值代入软土地层深基坑围护结构变形估算计算公式,即可计算出围护结构任意一点的变形值；

在步骤1中建立的计算模型要假定以下三点：

(1)软土地层深基坑围护结构变形计算模型符合高斯函数，该计算模型公式为：

式中，u为围护结构任一点变形量，单位为:mm；z为围护结构任意一点深度，单位为:m；z_m为围护结构最大变形值距地表距离，单位为:m；A为围护结构变形曲线包络面积，单位为m·mm；w为经验系数；

(2)围护结构变形曲线包络面积A值的确定：围护结构变形曲线包络面积A与墙后地表沉降包络曲线面积B之比存在比例关系为：

A＝αB，

式中，α为比例系数；

(3)通过软土地区大量深基坑监测数据的统计分析，假定围护结构最大变形值距地表距离z_m与围护结构总长度H_g的比和基坑开挖深度h与基坑总深度H的比成线性比例关系为：

式中，γ的取值为0.4～0.6；

在步骤2中计算墙后地表沉降包络曲线面积B的步骤如下：

首先，提出三条假设：

①对于柔性板桩墙，插入深度较浅，围护结构插入深度h_d与基坑开挖深度h的插入比为h_d/h<0.5时，最大地表沉陷量要比最大墙体位移量大；

②对于地下连续墙、插入较深的，围护结构插入深度h_d与基坑开挖深度h的插入比为h_d/h>0.5的柱列式灌注桩墙，围护结构变形值u_m约为墙后地表沉降δ_m的1.4倍，即u_m≈1.4δ_m；

③地表沉陷影响范围x₀为：

式中，为围护结构范围内土体的加权平均内摩擦角；

同时，根据软土地区基坑工程实测资料分析，提出墙后地表沉降曲线δ(x)的计算公式表示为：

式中，x_m为地表沉降最大值距坑边距离，单位为：m；a为自定义系数，

式中，δ_m为地表沉降最大值，单位为：mm；

然后，在假设的基础上，对墙后地表沉降曲线的计算公式中x在[0，x₀]上积分，即为墙后地表沉降包络曲线面积B：

最后，整理后得到墙后地表沉降包络曲线面积B的计算公式：

在步骤3中，根据步骤1和步骤2中的各相关的推导计算公式，导出软土地层深基坑围护结构变形估算计算公式为：式中β为自定义系数，β＝α·a，w的取值范围为基坑总深度H的0.4～0.6倍。

2.根据权利要求1所述的一种软土地层深基坑围护结构变形估算方法，其特征在于：根据统计分析结果及经验，围护结构变形曲线包络面积A与墙后地表沉降包络曲线面积B之比的比例系数α的取值范围为0.83～1.25。

3.根据权利要求2所述的一种软土地层深基坑围护结构变形估算方法，其特征在于：当围护结构插入深度h_d与基坑开挖深度h的插入比为h_d/h≤0.5时，比例系数α的取值范围为0.83～1.0；当围护结构插入深度h_d与基坑开挖深度h的插入比为h_d/h>0.5时，比例系数α的取值范围为1.0～1.25。