CN105970975B - 一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：(1)通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；(2)按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；(3)在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。本发明成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、基坑支护结构的稳定性较高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法。
背景技术
在城市建设中，有许多建筑物带有地下室，其基础埋深一般不会超过5m。如果工程地处高地下水位的软弱土质地区，且施工现场周边环境复杂时，进行地下室施工时，需沿基坑四周设置挡土、止水结构，保证施工时，基坑内施工人员的安全与正常作业。相关技术中挡土结构形式有多种，对于基坑深度小于5m时，多采用格构式水泥土挡土墙、连排混凝土灌注桩或者钢板桩等。但在这些工艺中都存在许多缺陷，如格构式水泥土挡土墙需在占有一定的施工场地，当施工场地狭小时无法采用，而且该工艺施工速度较慢，需要水泥土达到一定强度后才能进行基坑开挖，且挡土墙结构本身不能抵抗爆炸、地震等突发事件的破坏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
其中，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
其中，所述支护桩为高强度钢桩。
本发明的有益效果为：与相关技术相比，本发明成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的应用场景不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法流程示意图；
图2是对基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估的流程示意图。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
应用场景1
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
与相关技术相比，本发明的上述实施例成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
优选的，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
用本优选实施例的方法顺序打桩，可以使两两管桩间的土挤压成密度大并且均匀的土墙，基坑支护结构的稳定性较高。
优选的，所述支护桩为高强度钢桩。本优选实施例增加了基坑支护的安全性。
优选的，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
本优选实施例对设计的基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的基坑支护结构模型进行施工，进一步保证了施工后基坑支护结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建基坑支护结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：
Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度，进一步地提高了基坑支护的安全性。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.1，设计速度相对提高了15％，基坑支护结构的抗爆性能相对提高了10％。
应用场景2
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
与相关技术相比，本发明的上述实施例成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
优选的，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
用本优选实施例的方法顺序打桩，可以使两两管桩间的土挤压成密度大并且均匀的土墙，基坑支护结构的稳定性较高。
优选的，所述支护桩为高强度钢桩。本优选实施例增加了基坑支护的安全性。
优选的，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
本优选实施例对设计的基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的基坑支护结构模型进行施工，进一步保证了施工后基坑支护结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建基坑支护结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：
Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度，进一步地提高了基坑支护的安全性。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.15，设计速度相对提高了12％，基坑支护结构的抗爆性能相对提高了8％。
应用场景3
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
与相关技术相比，本发明的上述实施例成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
优选的，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
用本优选实施例的方法顺序打桩，可以使两两管桩间的土挤压成密度大并且均匀的土墙，基坑支护结构的稳定性较高。
优选的，所述支护桩为高强度钢桩。本优选实施例增加了基坑支护的安全性。
优选的，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
本优选实施例对设计的基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的基坑支护结构模型进行施工，进一步保证了施工后基坑支护结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建基坑支护结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：
Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度，进一步地提高了基坑支护的安全性。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.2，设计速度相对提高了14％，基坑支护结构的抗爆性能相对提高了12％。
应用场景4
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
与相关技术相比，本发明的上述实施例成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
优选的，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
用本优选实施例的方法顺序打桩，可以使两两管桩间的土挤压成密度大并且均匀的土墙，基坑支护结构的稳定性较高。
优选的，所述支护桩为高强度钢桩。本优选实施例增加了基坑支护的安全性。
优选的，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
本优选实施例对设计的基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的基坑支护结构模型进行施工，进一步保证了施工后基坑支护结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建基坑支护结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：
Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度，进一步地提高了基坑支护的安全性。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.25，设计速度相对提高了15％，基坑支护结构的抗爆性能相对提高了12％。
应用场景5
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的带地下室建筑物的基坑支护施工方法，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置。
与相关技术相比，本发明的上述实施例成本低、支护结构占有施工场地面积小、施工速度快、施工无污染，节省施工材料，基坑支护结构的稳定性较高，解决了上述的技术问题。
优选的，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
用本优选实施例的方法顺序打桩，可以使两两管桩间的土挤压成密度大并且均匀的土墙，基坑支护结构的稳定性较高。
优选的，所述支护桩为高强度钢桩。本优选实施例增加了基坑支护的安全性。
优选的，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
本优选实施例对设计的基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的基坑支护结构模型进行施工，进一步保证了施工后基坑支护结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建基坑支护结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：
Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度，进一步地提高了基坑支护的安全性。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.3，设计速度相对提高了10％，基坑支护结构的抗爆性能相对提高了12％。
最后应当说明的是，以上应用场景仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳应用场景对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法，其特征是，包括以下步骤：
Step1通过计算机辅助设计，初步确定基坑支护结构各支护桩的打桩位置和内支撑的设置方式，构建基坑支护结构模型，对基坑支护结构模型进行设计评估，取评估合格的基坑支护结构模型，进行施工图纸设计；
Step2按照设计好的施工图纸进行现场施工，沿需要支护的基坑四周的设定位置向地面以下按顺序打入支护桩；
Step3在支护桩的顶部设置内支撑，内支撑与支护桩之间的夹角按照设计合格的基坑支护结构模型设置；
其中，对基坑支护结构模型进行设计评估，包括对所述基坑支护结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，具体包括：
Step1运用有限元软件LS-DYNA对所述基坑支护结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定基坑支护结构模型中动力响应最强烈的区域；
Step2在所述动力响应最强烈的区域中确定基坑支护结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
Step3通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L，损伤评估系数ψ的计算公式为：
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<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
<mn>..</mn>
<mi>N</mi>
</mrow>
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
其中，K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]；
其中，疲劳指数L的计算公式为：
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
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<mi>N</mi>
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<msub>
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</mfrac>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</mrow>
式中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
若损伤评估系数ψ＜0时，基坑支护结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对基坑支护结构进行设计。
2.根据权利要求1所述的一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法，其特征是，所述按顺序打入支护桩，包括以下步骤：
Step1按施工图纸指定的位置打前三根支护桩；
Step2按前进两根桩位后打一根支护桩，再回退打一根支护桩的方式进行其余支护桩的打桩。
3.根据权利要求2所述的一种带地下室建筑物的基坑支护施工方法，其特征是，所述支护桩为高强度钢桩。
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