一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法及装置与流程

本发明涉及基坑工程，具体涉及一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法及装置。

背景技术：

1、在建筑工程、交通工程以及水利工程中，基坑支护是及其常见的分项工程，支护结构的抗倾覆系数是控制基坑工程稳定性众多参数之一。随着结构的复杂化，基坑工程中的坑中坑现象越来越多，对于坑中坑工况下支护结构的抗倾覆能力评估也愈发重要。

2、在现有技术中，设计坑中坑工况下支护结构的抗倾覆能力时，支护结构的嵌固深度一般根据经验设计的过于保守，存在支护结构嵌固太深，大幅提高施工成本的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法及装置，能够解决现有技术中支护结构的嵌固深度一般根据经验设计的过于保守，存在支护结构嵌固太深，大幅提高施工成本的问题。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、一方面，本方案提供一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，包括：

4、根据土体内摩擦角，确定坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的梯形截面覆土破裂角及覆土破裂面；

5、根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力；

6、根据覆土破裂面以上土体抗滑力、基坑内外侧土压力、抗滑力作用点与双排桩支护结构底部距离和双排桩及桩间土体自重，确定抗倾覆系数。

7、在一些可选的方案中，所述的根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力，包括：

8、根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角，确定覆土破裂面以上土体重力；

9、根据覆土破裂面以上土体重力和土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力。

10、在一些可选的方案中，根据公式：

11、确定覆土破裂面以上土体重力；

12、其中，w1为覆土破裂面以上土体重力，γ土体重度，a为梯形截面覆土顶部宽度，b为梯形截面覆土底部宽度，h为梯形截面覆土高度，α为梯形截面覆土底边与远离双排桩支护结构一侧的夹角，α＝θ为梯形截面覆土破裂角，为土体内摩擦角。

13、在一些可选的方案中，根据公式：

14、确定覆土破裂面以上土体抗滑力；

15、其中，r为覆土破裂面以上土体抗滑力，w1为覆土破裂面以上土体重力，θ为梯形截面覆土破裂角，为土体内摩擦角，c为土层抗剪强度，b为梯形截面覆土底部宽度，α为梯形截面覆土底边与远离双排桩支护结构一侧的夹角，

16、在一些可选的方案中，根据公式：确定抗倾覆系数；

17、其中，ke为抗倾覆系数，epk为基坑内侧被动土压力，ap为基坑内侧被动土压力作用点至双排桩支护结构底部的距离，r为覆土破裂面以上土体抗滑力，θ为梯形截面覆土破裂角，为土体内摩擦角，ld为覆土破裂面以上土体抗滑力作用点至双排桩支护结构底部的距离，eak为基坑外侧主动土压力，aa为基坑内侧主动土压力作用点至双排桩支护结构底部的距离，g为双排桩及桩间土体自重，ag为双排桩及桩间土体重心到双排桩基坑一侧的水平距离。

18、在一些可选的方案中，在根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力之前，根据坑中坑内梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角，判断是否考虑坑中坑结构对双排桩支护结构抗倾覆的影响。

19、在一些可选的方案中，当满足公式：a<h/tanθ时，考虑坑中坑结构对双排桩支护结构抗倾覆的影响；

20、其中，a为梯形截面覆土顶部宽度，h为梯形截面覆土高度，θ为梯形截面覆土破裂角，为土体内摩擦角。

21、在一些可选的方案中，确定抗倾覆系数后，根据基坑设计等级，判断双排桩支护结构是否符合抗倾覆要求。

22、在一些可选的方案中，所述抗倾覆要求为：一级基坑抗倾覆系数大于1.25，二级基坑抗倾覆系数大于1.2，三级基坑抗倾覆系数大于1.15。

23、另一方面，本方案还提供一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定装置，包括：

24、覆土破裂面确定模块，其用于根据土体内摩擦角，确定坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的梯形截面覆土破裂角及覆土破裂面；

25、土体抗滑力确定模块，其用于根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力；

26、抗倾覆系数确定模块，其用于根据覆土破裂面以上土体抗滑力、基坑内外侧土压力、抗滑力作用点与双排桩支护结构底部距离和双排桩及桩间土体自重，确定抗倾覆系数。

27、与现有技术相比，本发明的优点在于：本方案根据土体内摩擦角，确定坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的梯形截面覆土破裂角及覆土破裂面；根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力；根据覆土破裂面以上土体抗滑力、基坑内外侧土压力、抗滑力作用点与双排桩支护结构底部距离和双排桩及桩间土体自重，确定抗倾覆系数。解决了现有技术中支护结构的嵌固深度一般根据经验设计的过于保守，存在支护结构嵌固太深，大幅提高施工成本的问题。

技术特征：

1.一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，所述的根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力，包括：

3.如权利要求2所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，根据公式：

4.如权利要求2所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，根据公式：

5.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，根据公式：确定抗倾覆系数；

6.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，在根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力之前，根据坑中坑内梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角，判断是否考虑坑中坑结构对双排桩支护结构抗倾覆的影响。

7.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，当满足公式：a<h/tanθ时，考虑坑中坑结构对双排桩支护结构抗倾覆的影响；

8.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，确定抗倾覆系数后，根据基坑设计等级，判断双排桩支护结构是否符合抗倾覆要求。

9.如权利要求1所述的坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法，其特征在于，所述抗倾覆要求为：一级基坑抗倾覆系数大于1.25，二级基坑抗倾覆系数大于1.2，三级基坑抗倾覆系数大于1.15。

10.一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种坑中坑双排桩支护结构抗倾覆系数确定方法及装置，涉及基坑工程技术领域，该方法包括：根据土体内摩擦角，确定坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的梯形截面覆土破裂角及覆土破裂面；根据坑中坑与双排桩支护结构之间梯形截面覆土的尺寸和梯形截面覆土破裂角以及土层抗剪强度，确定覆土破裂面以上土体抗滑力；根据覆土破裂面以上土体抗滑力、基坑内外侧土压力、抗滑力作用点与双排桩支护结构底部距离和双排桩及桩间土体自重，确定抗倾覆系数。解决了现有技术中支护结构的嵌固深度一般根据经验设计的过于保守，存在支护结构嵌固太深，大幅提高施工成本的问题。

技术研发人员：张明,颜溧洲,陈涛,王腾飞,张俞峰,胡亚伟,孟晓洁,娄西慧,郑俊
受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1