(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211224498.0 (22)申请日 2022.10.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115292794 A (43)申请公布日 2022.11.04 (73)专利权人 安徽省城建 设计研究总院股份有 限公司 地址 230051 安徽省合肥市包河区花园大 道9号 (72)发明人 蔡敏　朱海云　束冬青　陈钧　 付春友　单灿灿　孙昌兴　王家瑞　 刘贵强　吴晓昊　张涛　徐适　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 金宇平 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) E02D 17/04(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 113065185 A,2021.07.02 龚剑等.深大基坑首层盆式开挖对基坑变形 影响分析. 《岩土力学》 .2013,(第02期),全 文. 占建松等.软土中悬臂 支护被动土加固宽度 和深度的确定及应用. 《工程勘察》 .2016,(第04 期),全文. 彭武林.复杂土质条件下的深基坑施工技 术. 《低碳世界》 .2016,(第02期),全 文. 王晓方等.半逆作法边坡稳定性与支护桩悬 臂高度的研究. 《工程建 设》 .2011,(第05期),全 文. 审查员 李妮 (54)发明名称 一种斜撑底部预留土方量计算方法和基坑 支护施工方法 (57)摘要 本发明涉及岩 土工程领域， 尤其涉及一种斜 撑底部预留土方量计算方法和基坑支护施工方 法。 针对现有技术中基坑施工过程中斜撑底部预 留土方的难以确定尺寸， 支护体系存在较大不稳 定的风险的缺陷， 本发明根据基坑周边环境、 土 层性质针对性等环境参数， 采用外力做功相等的 方法进行求解预留土方上表面宽度B的实际值， 实现了精确计算斜撑底部预留土方的量， 从而对 基坑的支护结构进行风险预期和管控， 提高结构 施工的安全性。 权利要求书2页 说明书7页 附图9页 CN 115292794 B 2022.12.30 CN 115292794 B 1.一种斜撑底部预留土方量计算方法， 其特征在于， 用于计算基坑施工过程中斜撑(7) 下方的预留土方(25)的上表面宽度； 所述计算方法包括以下步骤： S1、 定义土契体(26)， 土契体(26)为由预留土方上表面(21)、 预留土方斜面、 设定的第 一斜面和支护桩(1)所在垂直面 围成的土体； 第一斜面(23)上棱边为预留土方斜面的下棱 边， 第一斜面(23)的下棱边经过土强度相等点且平行于第一斜面(23)的上棱边； 第一斜面 (23)的下棱 边的一维投影点即为土契体(26)的下支点(24)； 获取下支点(24)与地面之间的土体的加权平均摩擦角 土契体(26)的下支点至预留 土方上表面的垂直距离 H、 预留土方的坡度 θ和支护桩(1)后方土体的土 压力强度Ea； S2、 根据以下公式( Ⅰ)计算土契体(26)的自重W； W＝(2B+xcot θ )xr/2+(B+xcot θ )(H ‑x)r/2                     (Ⅰ) x＝(H‑x)/(tanβ +cot θ )                                    (Ⅱ) 其中， B为预留土方的上表面宽度， x为预留土方的高度， r为土契体(26)中各层土的重 度的加权平均数； β 为过渡值； S3、 构建力的功率平衡公式， 即： Ep＝f(w)Ea                                                (Ⅴ) 其中， W为土契体(26)的自重， C为土契体的粘聚力； C(H ‑x)/sinβ 为第一斜面(23)上的 抗剪强度； 为基坑底面(22)至下支点(24)之间土层的摩擦角的加权平均数， 所述下支点 (24)即土强度相等点； v0为假定的功率速度； w表示支护桩(1)桩顶的最大安全位移， w为设 定值； f(w)为人工设定的安全系数； Ea为支护桩(1)后方土体的土压力强度， Ep为支护桩(1) 后方土体的推动力； S4、 联合公式( Ⅰ)(Ⅳ)计算预留土方的上表面宽度B； S4中B的计算公式如下： ξ1＝1/(tanβ +cot θ +1)                                       (Ⅹ.Ⅰ) ξ3＝ξ1cot θ                                              (Ⅹ.Ⅲ) 其中， ξ1、 ξ2和 ξ3均为过渡参数。 2.如权利要求1所述的斜撑底部预留土方量计算方法， 其特 征在于： f(w)＝1.2+0.624 ×e‑0.916w                                      (Ⅵ) 其中， e表示自然常数。 3.如权利要求1所述的斜撑底部预留土方量计算 方法， 其特征在于， 加权平均 摩擦角 的计算公式为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292794 B 2为下支点以上土 体中第i层土的摩擦角， 为测量值， hi为下支点以上土 体中第i层土 的厚度， n 为下支点以上土体中土层的数量。 4.如权利要求1所述的斜撑底部预留土方量计算方法， 其特征在于， 加权平均数r的计 算公式为： 其中， rj表示土契体(26)中第j层土的重度， rj为测量值， hj表示土契体(26)中第j层土 的厚度， k 为土契体(26)中土体的层数。 5.如权利要求1所述 的斜撑底部预留土方量计算方法， 其特征在于， 加权平均数 的计 算公式为： 其中， 为基坑底面(22)至下支点(24)之间第g层 土的摩擦角度， hg为基坑底面(22)至 下支点(24)之间第g层土的厚度， m为基坑底面(2 2)至下支点(24)之间的土层数量。 6.一种基坑支护施工方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： SA1、 根据基坑的施工参数开挖基坑， 在设计位置施工支护桩(1)和支座(2)， 且支护桩 (1)和支座(2)相互平行设置； SA2、 在支护桩(1)的顶部施工冠梁， 使得支护桩(1)与冠梁连接， 且冠梁设置在基坑顶 部的施工场地上； SA3、 开挖基坑 内土方形成预留土方， 预留土方的顶部与围檩(6)的底部齐平， 预留土方 的底部与基坑底原状土齐平； 预留土方(25)上表面的宽度根据权利要求 1至5任一项 所述的 斜撑底部预留土方量计算方法获得； 预留土方(25)的坡度等于预设的斜撑的倾 斜角度； SA4、 在预留土方的底部施工支座(2)； 在预留土方的顶部平台施工围檩(6)； SA5、 安装斜撑， 斜撑的底部与支座(2)连接， 斜撑的顶部与围檩(6)连接； SA6、 开挖斜撑下 方的预留土方至基坑底 原状土。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292794 B 3