CN112115529B - 一种超深基坑施工风险评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超深基坑施工风险评估方法，其将基坑按照深度进行分级，得到不同深度等级的基坑；建立基坑安全系数模型；利用基坑安全系数模型，计算出超深基坑在不同深度等级条件下的安全系数；根据得到的深度等级基坑的安全系数，计算出待评估基坑相对于一级深度等级基坑的安全系数比值，并将所述安全系数比值作为超深基坑风险深度放大系数；基于此风险深度放大系数建立基坑施工风险评估模型；利用该基坑施工风险评估模型对待施工的基坑进行风险评估。本发明能够解决现有超深基坑施工安全风险评估方法中没有考虑风险随深度增加产生的放大效应而导致评估的风险与实际有较大差距的技术问题。

Description

一种超深基坑施工风险评估方法
技术领域
本发明涉及建筑超深基坑施工风险评估技术领域，特别是涉及一种超深基坑施工风险评估方法。
背景技术
超深基坑施工是在高层建筑基础、地下空间不可缺少的施工环节，涉及开挖、支护、降水等多个步序，目前超深超大基坑逐渐增多，基坑施工安全风险事故时有发生，造成人身和财产损失。
超深基坑工程在复杂地质环境和周边环境下施工的情况越来越多，基坑围护、支护、水位控制也更加复杂，基坑周边环境保护(房屋、道路、管线等)要求越来越高。因此需要对超深基坑施工安全风险进行分析评估，采取控制措施降低施工风险，避免安全事故发生。
目前超深基坑的施工安全风险评估，没有考虑超深基坑风险随基坑深度增加而产生的风险放大作用，这情况下做的风险评估与实际有较大差距。需要在超深基坑施工安全风险评估中，考虑风险深度放大系数。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种超深基坑施工风险评估方法，其解决了现有超深基坑施工安全风险评估方法中没有考虑风险随深度增加产生的放大效应而导致评估的风险与实际有较大差距的技术问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
本发明提供一种超深基坑施工风险评估方法，其包括：
步骤S101，将基坑按照深度进行分级，得到不同深度等级的基坑；
步骤S102，采用如下计算公式建立基坑安全系数模型：
Figure BDA0002616931710000021
公式中：Fs为基坑的安全系数；W为基坑外楔形土体的重量；α为基坑外楔形土体滑面与竖直方向的夹角；
Figure BDA0002616931710000022
为基坑外楔形土体的平均内摩擦角；c为基坑外楔形土体的平均粘聚力；l为基坑外楔形土体滑面的长度；
步骤S103，利用基坑安全系数模型，计算出超深基坑在不同深度等级条件下的安全系数；
步骤S104，根据得到的深度等级基坑的安全系数，计算出待评估基坑相对于一级深度等级基坑的安全系数比值，并将所述安全系数比值作为超深基坑风险深度放大系数；
步骤S105，基于此风险深度放大系数建立基坑施工风险评估模型；利用该基坑施工风险评估模型对待施工的基坑进行风险评估。
更优选地，所述的基坑施工风险评估模型如下：
R(A)＝Ej*R(D)+R(G)+R(E)+R(S)
其中：R(A)为基坑总风险；Ej为超深基坑风险深度放大系数，j为自然数；R(D)为基坑深度风险；R(G)为基坑地质风险；R(E)为基坑环境风险；R(S)为基坑结构风险。
由上述本发明的技术方案可以看出，本发明相对于现有技术，具有如下技术效果：
本发明通过超深基坑安全系数与基坑深度之间的关系，计算得出风险随深度增加的放大系数，并基于此放大系数建立超深基坑施工风险评估模型，使得超深基坑风险评估结果更接近于实际，从而为了解风险作用机理提供帮助。
附图说明
图1为本发明的实施流程图；
图2为10米深基坑的结构示意图；
图3为20米深基坑的结构示意图；
图4为30米深基坑的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。
实施例一
本发明提供一种超深基坑施工风险评估方法，利用该方法可在超深基坑施工风险评估过程中，考虑风险随深度增加而产生的放大(效应)系数，使得风险评估结果更接近实际。该方法的实施过程如图1所示，包括：
步骤S101，将基坑按照深度进行分级，得到不同深度等级的基坑。
按照设定深度，将基坑划分为不同深度等级的基坑。比如10米深基坑划分为一级基坑，其结构如图2所示；20米深基坑划分为二级基坑，其结构如图3所示；将30米深基坑划分为三级基坑，其结构如图4所示；以此类推。
步骤S102，建立基坑安全系数模型。
采用如下计算公式建立基坑的安全系数模型：
Figure BDA0002616931710000041
公式中：Fs为基坑的安全系数；W为基坑外楔形土体的重量；α为基坑外楔形土体滑面与竖直方向的夹角；
Figure BDA0002616931710000045
为基坑外楔形土体的平均内摩擦角；c为基坑外楔形土体的平均粘聚力；l为基坑外楔形土体滑面的长度。
步骤S103，利用基坑安全系数模型，计算出超深基坑在不同深度等级条件下的安全系数。
将10米深度的安全系数表示为Fs10，将20米深度的安全系数表示为Fs20，将30米深度的安全系数表示为Fs30，依次类推。
则一级深度等级基坑的安全系数Fs10为：
Figure BDA0002616931710000042
则二级深度等级基坑的安全系数Fs20为：
Figure BDA0002616931710000043
则三级深度等级基坑的安全系数Fs30为：：
Figure BDA0002616931710000044
步骤S104，根据得到的深度等级基坑的安全系数，计算出待评估基坑相对于一级深度等级基坑的安全系数比值，并将此比值作为超深基坑风险深度放大系数。
二级深度基坑安全系数与一级深度基坑安全系数的比值E1为：
E1＝FS20/FS10 (6)
三级深度基坑安全系数与一级深度基坑安全系数的比值E2为：
E2＝FS30/FS10 (6)
以此类推可计算更深基坑相对于一级深度等级基坑的安全系数的比值。
步骤S105，基于此风险深度放大系数建立基坑施工风险评估模型；利用该基坑施工风险评估模型对待施工的基坑进行风险评估。
建立的基坑施工风险评估模型如下：
R(A)＝Ej*R(D)+R(G)+R(E)+R(S) (7)
其中：R(A)为基坑总风险；Ej为超深基坑风险深度放大系数，j为自然数；R(D)为基坑深度风险；R(G)为基坑地质风险；R(E)为基坑环境风险；R(S)为基坑结构风险。
通过计算可以看出，不同深度等级基坑安全系数的比值是不固定的，随深度增加，该比值则不断增加。以这个安全系数比值作为超深基坑风险评估模型中随深度增加施工风险深度放大系数，可以有效降低超深基坑的施工风险。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (2)

1.一种超深基坑施工风险评估方法，其特征在于，所述超深基坑施工风险评估方法包括：
步骤S101，将基坑按照深度进行分级，得到不同深度等级的基坑；
步骤S102，采用如下计算公式建立基坑安全系数模型：
Figure FDA0002616931700000011
公式中：Fs为基坑的安全系数；W为基坑外楔形土体的重量；α为基坑外楔形土体滑面与竖直方向的夹角；
Figure FDA0002616931700000012
为基坑外楔形土体的平均内摩擦角；c为基坑外楔形土体的平均粘聚力；l为基坑外楔形土体滑面的长度；
步骤S103，利用基坑安全系数模型，计算出超深基坑在不同深度等级条件下的安全系数；
步骤S104，根据得到的深度等级基坑的安全系数，计算出待评估基坑相对于一级深度等级基坑的安全系数比值，并将所述安全系数比值作为超深基坑风险深度放大系数；
步骤S105，基于此风险深度放大系数建立基坑施工风险评估模型；利用该基坑施工风险评估模型对待施工的基坑进行风险评估。
2.根据权利要求1所述的超深基坑施工风险评估方法，其特征在于，所述的基坑施工风险评估模型如下：
R(A)＝Ej*R(D)+R(G)+R(E)+R(S)
其中：R(A)为基坑总风险；Ej为超深基坑风险深度放大系数，j为自然数；R(D)为基坑深度风险；R(G)为基坑地质风险；R(E)为基坑环境风险；R(S)为基坑结构风险。
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苏州地铁工程风险评估及处置对策初探;虞俊杰;《地下工程与隧道》;20110330;18-21+52-53 *

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