CN116029163B - 一种深基坑施工的护挡评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑施工的护挡评价方法，包括以下步骤：S1：根据施工数据获取基坑周围的地层性质；S2：在每个地质数据采集点上获取土样或岩样，根据地质数据评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性；S3：评价护挡结构的稳定性；S4：根据不同的软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的稳定性以及护挡结构的稳定性，对不同地层所在位置的护挡结构的安全性进行评价。本发明通过引入对地层结构的稳定性评估以及对护挡结构本身的稳定性评估来综合评价基坑护挡结构的安全性，为后期基坑加固、护挡结构的加固提供数据参考，保证了基坑施工的安全性，并对深入研究基坑工程的变形机理与支护安全具有重要的价值和意义。

Description

一种深基坑施工的护挡评价方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种深基坑施工的护挡评价方法。

背景技术

基坑是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。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。开挖不深者可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工规定确定。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，大型基坑甚至采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法，防护外侧土层坍入；在附近建筑无影响者，可用井点法降低地下水位，采用放坡明挖；在寒冷地区可采用天然冷气冻结法开挖等等。

基坑开挖完成后，特别是针对深基坑，需要在基坑的边坡修建护裆结构来确保深基坑边坡的稳定性，但是护裆结构在长期的支护过程中，由于地质结构的变迁、降雨、人为活动等的影响，往往会影响护裆结构的稳定性。所以，在基坑修建完成后，需要对挡护结构的安全性进行综合性评估，避免基坑出现垮塌、开裂等情况出现。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种结合深基坑边坡的地层地质情况和挡护结构稳定性来对深基坑施工的护挡结构安全性进行综合评价的方法。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种深基坑施工的护挡评价方法，其包括以下步骤：

S1：根据施工数据获取基坑周围的地层性质，地层性质包括软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的分布位置，在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上分别设置若干地质数据采集点；

S2：在每个地质数据采集点上获取土样或岩样，测试土样或岩样的地质数据，地质数据包括抗剪强度、粘度、湿度和硬度，根据地质数据评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性；

S3：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，并在护挡数据采集点采集对应的真实护挡强度，评价护挡结构的稳定性；

S4：根据不同的软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的稳定性以及护挡结构的稳定性，对不同地层所在位置的护挡结构的安全性进行评价；

若地层稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为高级；若地层不稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为中级，需要对地层进行加固；若地层稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为中级，需要对护挡结构进行加固；若地层不稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为低级，需要对护挡结构和地层均进行加固，时刻检测基坑的稳定性。

进一步地，步骤S2包括：

S21：在每个地质数据采集点上获取单元土样或单元岩样，测试单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t；

S22：取单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t均为试验值，建立地质数据实验数据组[τ_x,(η_x,s_x,t_x)]，利用在每层地层上采集的地质数据建立地层地质数据组：{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n,(η_n,s_n,t_n)]}，n为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

当地层性质为软土层时，抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t取测试值；当地层性质为硬土层时，抗剪强度τ、粘度η和湿度s取测试值，硬度t取常数T₁；当地层性质为软岩层时，抗剪强度τ和湿度s取测试值，粘度η取0，硬度t取常数T₂；当地层性质为硬岩层时，抗剪强度τ取测试值，湿度s取0、粘度η取0和硬度t取常数T₃；

S23：根据地层性质的不同，分别评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性：

A.针对软土层；

A1：设置基坑施工时软土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值1，将软土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值1进行比较；若τ_x≥τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

A2：遍历软土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,t_n-a)]}，a为软土层上不稳定位置的数量；

A3：计算软土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均：

其中，η_x、s_x和t_x分别为软土层的稳定地层地质数据组中的粘度、湿度和硬度；

A4：取软土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y、湿度s_y和硬度t_y分别与粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且t_y≥t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且t_y＜t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

A5：统计软土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定软土层不稳定，若/>

则判定软土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

B.针对硬土层；

B1：设置基坑施工时硬土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值2和最低硬度阈值t_阈值1，将硬土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值2进行比较；若τ_x≥τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

B2：遍历硬土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立硬土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,T₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,T₁)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,T₁)]}，a为硬土层上不稳定位置的数量；

B3：计算硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均：

其中，η_x和s_x分别为硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度和湿度；

B4：取硬土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y和湿度s_y分别与粘度平均值η_平均和湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值1进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且T₁≥t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且T₁＜t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

B5：统计硬土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

C.针对软岩层；

C1：设置基坑施工时软岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值3和最低硬度阈值t_阈值2，将软岩层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值3进行比较；若τ_x≥τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

C2：遍历软岩层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软岩层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(0,s₁,T₂)]，[τ₂,(0,s₂,T₂)]，···，[τ_n-a,(0,s_n-a,T₂)]}，a为软岩层上不稳定位置的数量；

C3：计算软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度平均值s_平均：

其中，s_x为软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度；

C4：取软岩层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的湿度s_y分别与湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值2进行比较：

若s_y≥s_平均且T₂≥t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若s_y＜s_平均且T₂＜t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

C5：统计软岩层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

D.针对硬岩层；

D1：设置基坑施工时硬岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值4和最低硬度阈值t_阈值；

D2：将硬岩层上每个地质数据采集点上采集的抗剪强度τ_x与最低抗剪强度阈值τ_阈值4进行比较、硬度t_x与最低硬度阈值t_阈值3进行比较：

若τ_x≥τ_阈值4且t_x≥t_阈值3；则该地质数据采集点稳定；

若τ_x＜τ_阈值4且t_x＜t_阈值3；则该地质数据采集点不稳定；

D3：统计硬岩层上处于不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量。

进一步地，步骤S3包括：

S31：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，护挡数据采集点在基坑施工时护挡结构的管桩置入软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的点位；

S32：测量管桩在点位上的位移x₀，并根据位移计算管桩在点位的承载力特征值R：

其中，e为承载力系数，EI为管桩的抗弯刚度，α为负载应力系数，v为管桩允许的位移量；

S33：将承载力特征值R与阈值进行比较R_阈值：

若R＞R_阈值，则判定该点位的护挡结构不稳定；若R≤R_阈值，则判定该点位的护挡结构稳定；

S34：分别统计在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上的不稳定护挡结构的点位数量w，若w＞w_阈值，则该地层上的挡护结构不稳定，若w≤w_阈值，该地层上的挡护结构稳定，其中w_阈值为不稳定护挡结构的点位数量允许的阈值。

本发明的有益效果为：本发明通过引入对地层结构的稳定性评估以及对护挡结构本身的稳定性评估来综合评价基坑护挡结构的安全性，根据护挡结构支护在不同地层上具有不同的稳定性，不同地质结构对护挡结构支护的支撑性也不同，本发明将基坑的地层分为软土层、硬土层、软岩层或硬岩层来进行分类稳定性评价，确保护挡结构在不同地质地层结构上的稳定性和安全性都能得到精确的评估，为后期基坑加固、护挡结构的加固提供数据参考，在基坑垮塌、开裂之前能及时对不安全位置进行处理，保证了基坑施工的安全性，并对深入研究基坑工程的变形机理与支护安全具有重要的价值和意义。

附图说明

图1为深基坑施工的护挡评价方法的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，本方案的深基坑施工的护挡评价方法包括以下步骤：

S1：根据施工数据获取基坑周围的地层性质，地层性质包括软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的分布位置，在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上分别设置若干地质数据采集点；

S2：在每个地质数据采集点上获取土样或岩样，测试土样或岩样的地质数据，地质数据包括抗剪强度、粘度、湿度和硬度，根据地质数据评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性；步骤S2包括：

S21：在每个地质数据采集点上获取单元土样或单元岩样，测试单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t；

S22：取单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t均为试验值，建立地质数据实验数据组[τ_x,(η_x,s_x,t_x)]，利用在每层地层上采集的地质数据建立地层地质数据组：{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n,(η_n,s_n,t_n)]}，n为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

当地层性质为软土层时，抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t取测试值；当地层性质为硬土层时，抗剪强度τ、粘度η和湿度s取测试值，硬度t取常数T₁，对于硬土层来说，其硬度几乎是恒定的，不易受到环境的影响；当地层性质为软岩层时，抗剪强度τ和湿度s取测试值，粘度η取0，硬度t取常数T₂，对于软岩层来说，软岩层之间几乎没有粘度，并且其硬度变化不大，其性质容易受到雨水浸蚀的影响；当地层性质为硬岩层时，抗剪强度τ取测试值，湿度s取0、粘度η取0和硬度t取常数T₃；对于硬岩层来说，由于其质地较硬，不易受到雨水浸蚀的影响。

S23：根据地层性质的不同，分别评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性：

A.针对软土层；

A1：设置基坑施工时软土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值1，将软土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值1进行比较；若τ_x≥τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

A2：遍历软土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,t_n-a)]}，a为软土层上不稳定位置的数量；

A3：计算软土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均：

其中，η_x、s_x和t_x分别为软土层的稳定地层地质数据组中的粘度、湿度和硬度；

A4：取软土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y、湿度s_y和硬度t_y分别与粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且t_y≥t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且t_y＜t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

A5：统计软土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定软土层不稳定，若/>

则判定软土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

B.针对硬土层；

B1：设置基坑施工时硬土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值2和最低硬度阈值t_阈值1，将硬土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值2进行比较；若τ_x≥τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

B2：遍历硬土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立硬土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,T₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,T₁)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,T₁)]}，a为硬土层上不稳定位置的数量；

B3：计算硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均：

其中，η_x和s_x分别为硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度和湿度；

B4：取硬土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y和湿度s_y分别与粘度平均值η_平均和湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值1进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且T₁≥t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且T₁＜t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

B5：统计硬土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

C.针对软岩层；

C1：设置基坑施工时软岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值3和最低硬度阈值t_阈值2，将软岩层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值3进行比较；若τ_x≥τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

C2：遍历软岩层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软岩层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(0,s₁,T₂)]，[τ₂,(0,s₂,T₂)]，···，[τ_n-a,(0,s_n-a,T₂)]}，a为软岩层上不稳定位置的数量；

C3：计算软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度平均值s_平均：

其中，s_x为软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度；

C4：取软岩层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的湿度s_y分别与湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值2进行比较：

若s_y≥s_平均且T₂≥t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若s_y＜s_平均且T₂＜t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

C5：统计软岩层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

D.针对硬岩层；

D1：设置基坑施工时硬岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值4和最低硬度阈值t_阈值；

D2：将硬岩层上每个地质数据采集点上采集的抗剪强度τ_x与最低抗剪强度阈值τ_阈值4进行比较、硬度t_x与最低硬度阈值t_阈值3进行比较：

若τ_x≥τ_阈值4且t_x≥t_阈值3；则该地质数据采集点稳定；

若τ_x＜τ_阈值4且t_x＜t_阈值3；则该地质数据采集点不稳定；

D3：统计硬岩层上处于不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量。

S3：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，并在护挡数据采集点采集对应的真实护挡强度，评价护挡结构的稳定性；步骤S3包括：

S31：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，护挡数据采集点在基坑施工时护挡结构的管桩置入软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的点位；

S32：测量管桩在点位上的位移x₀，并根据位移计算管桩在点位的承载力特征值R：

其中，e为承载力系数，EI为管桩的抗弯刚度，α为负载应力系数，v为管桩允许的位移量；

S33：将承载力特征值R与阈值进行比较R_阈值：

若R＞R_阈值，则判定该点位的护挡结构不稳定；若R≤R_阈值，则判定该点位的护挡结构稳定；

S34：分别统计在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上的不稳定护挡结构的点位数量w，若w＞w_阈值，则该地层上的挡护结构不稳定，若w≤w_阈值，该地层上的挡护结构稳定，其中w_阈值为不稳定护挡结构的点位数量允许的阈值。

S4：根据不同的软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的稳定性以及护挡结构的稳定性，对不同地层所在位置的护挡结构的安全性进行评价；

若地层稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为高级；若地层不稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为中级，需要对地层进行加固；若地层稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为中级，需要对护挡结构进行加固；若地层不稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为低级，需要对护挡结构和地层均进行加固，时刻检测基坑的稳定性。

本发明通过引入对地层结构的稳定性评估以及对护挡结构本身的稳定性评估来综合评价基坑护挡结构的安全性，根据护挡结构支护在不同地层上具有不同的稳定性，不同地质结构对护挡结构支护的支撑性也不同，本发明将基坑的地层分为软土层、硬土层、软岩层或硬岩层来进行分类稳定性评价，确保护挡结构在不同地质地层结构上的稳定性和安全性都能得到精确的评估，为后期基坑加固、护挡结构的加固提供数据参考，在基坑垮塌、开裂之前能及时对不安全位置进行处理，保证了基坑施工的安全性，并对深入研究基坑工程的变形机理与支护安全具有重要的价值和意义。

Claims (1)

1.一种深基坑施工的护挡评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据施工数据获取基坑周围的地层性质，地层性质包括软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的分布位置，在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上分别设置若干地质数据采集点；

S2：在每个地质数据采集点上获取土样或岩样，测试土样或岩样的地质数据，地质数据包括抗剪强度、粘度、湿度和硬度，根据地质数据评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性；

S3：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，并在护挡数据采集点采集对应的真实护挡强度，评价护挡结构的稳定性；

S4：根据不同的软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的稳定性以及护挡结构的稳定性，对不同地层所在位置的护挡结构的安全性进行评价；

若地层稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为高级；若地层不稳定且护挡结构稳定，则整个基坑护挡结构的安全性为中级，需要对地层进行加固；若地层稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为中级，需要对护挡结构进行加固；若地层不稳定且护挡结构不稳定，则整个基坑护挡结构的安全性也为低级，需要对护挡结构和地层均进行加固，时刻检测基坑的稳定性；

所述步骤S2包括：

S21：在每个地质数据采集点上获取单元土样或单元岩样，测试单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t；

S22：取单元土样或单元岩样的抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t均为试验值，建立地质数据实验数据组[τ_x,(η_x,s_x,t_x)]，利用在每层地层上采集的地质数据建立地层地质数据组：{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n,(η_n,s_n,t_n)]}，n为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

当地层性质为软土层时，抗剪强度τ、粘度η、湿度s和硬度t取测试值；当地层性质为硬土层时，抗剪强度τ、粘度η和湿度s取测试值，硬度t取常数T₁；当地层性质为软岩层时，抗剪强度τ和湿度s取测试值，粘度η取0，硬度t取常数T₂；当地层性质为硬岩层时，抗剪强度τ取测试值，湿度s取0、粘度η取0和硬度t取常数T₃；

S23：根据地层性质的不同，分别评估软土层、硬土层、软岩层和硬岩层的稳定性：

A.针对软土层；

A1：设置基坑施工时软土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值1，将软土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值1进行比较；若τ_x≥τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值1，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

A2：遍历软土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,t₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,t₂)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,t_n-a)]}，a为软土层上不稳定位置的数量；

A3：计算软土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均：

其中，η_x、s_x和t_x分别为软土层的稳定地层地质数据组中的粘度、湿度和硬度；

A4：取软土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y、湿度s_y和硬度t_y分别与粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均和硬度平均值t_平均进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且t_y≥t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且t_y＜t_平均；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

A5：统计软土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定软土层不稳定，若/>

则判定软土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

B.针对硬土层；

B1：设置基坑施工时硬土层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值2和最低硬度阈值t_阈值1，将硬土层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值2进行比较；若τ_x≥τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值2，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

B2：遍历硬土层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立硬土层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(η₁,s₁,T₁)]，[τ₂,(η₂,s₂,T₁)]，···，[τ_n-a,(η_n-a,s_n-a,T₁)]}，a为硬土层上不稳定位置的数量；

B3：计算硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度平均值η_平均、湿度平均值s_平均：

其中，η_x和s_x分别为硬土层的稳定地层地质数据组中的粘度和湿度；

B4：取硬土层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的粘度η_y和湿度s_y分别与粘度平均值η_平均和湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值1进行比较：

若η_y≥η_平均，s_y≥s_平均且T₁≥t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若η_y＜η_平均，s_y＜s_平均且T₁＜t_阈值1；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

B5：统计硬土层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

C.针对软岩层；

C1：设置基坑施工时软岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值3和最低硬度阈值t_阈值2，将软岩层的地层地质数据组内的每个抗剪强度τ_x分别与最低抗剪强度阈值τ_阈值3进行比较；若τ_x≥τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置稳定，若τ_x＜τ_阈值3，则判定该地质数据采集点所在位置不稳定；

C2：遍历软岩层的地层地质数据组，筛选出位置稳定的地质数据采集点，建立软岩层的稳定地层地质数据组{[τ₁,(0,s₁,T₂)]，[τ₂,(0,s₂,T₂)]，···，[τ_n-a,(0,s_n-a,T₂)]}，a为软岩层上不稳定位置的数量；

C3：计算软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度平均值s_平均：

其中，s_x为软岩层的稳定地层地质数据组中的湿度；

C4：取软岩层上不稳定的地质数据采集点，将每个不稳定的地质数据采集点上采集的湿度s_y分别与湿度平均值s_平均进行比较、硬度t_y与最低硬度阈值t_阈值2进行比较：

若s_y≥s_平均且T₂≥t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为一级不稳定；

若s_y＜s_平均且T₂＜t_阈值2；则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为三级不稳定；

否则，则该不稳定地质数据采集点的不稳定性为二级不稳定；

C5：统计软岩层上处于三级不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

D.针对硬岩层；

D1：设置基坑施工时硬岩层不会出现垮塌的最低抗剪强度阈值τ_阈值4和最低硬度阈值t_阈值；

D2：将硬岩层上每个地质数据采集点上采集的抗剪强度τ_x与最低抗剪强度阈值τ_阈值4进行比较、硬度t_x与最低硬度阈值t_阈值3进行比较：

若τ_x≥τ_阈值4且t_x≥t_阈值3；则该地质数据采集点稳定；

若τ_x＜τ_阈值4且t_x＜t_阈值3；则该地质数据采集点不稳定；

D3：统计硬岩层上处于不稳定的地质数据采集点数量k，若

则判定硬土层不稳定，若/>

则判定硬土层稳定，K为每层地层上设置的地质数据采集点数量；

所述步骤S3包括：

S31：在基坑上已经建成的护挡结构上设置若干护挡数据采集点，护挡数据采集点在基坑施工时护挡结构的管桩置入软土层、硬土层、软岩层或硬岩层的点位；

S32：测量管桩在点位上的位移x₀，并根据位移计算管桩在点位的承载力特征值R：

其中，e为承载力系数，EI为管桩的抗弯刚度，α为负载应力系数，v为管桩允许的位移量；

S33：将承载力特征值R与阈值进行比较R_阈值：

若R＞R_阈值，则判定该点位的护挡结构不稳定；若R≤R_阈值，则判定该点位的护挡结构稳定；

S34：分别统计在软土层、硬土层、软岩层和硬岩层上的不稳定护挡结构的点位数量w，若w＞w_阈值，则该地层上的挡护结构不稳定，若w≤w_阈值，该地层上的挡护结构稳定，其中w_阈值为不稳定护挡结构的点位数量允许的阈值。

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