[发明专利]采用机械拆除的基坑安全状态监测分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下工程施工类，特别涉及基坑围护结构-临时钢筋砼支持拆除，即：基坑内围护结构临时钢筋砼支撑采用机械方法拆除时，建立于临时钢筋砼支撑拆除时振动监测建立的安全分析方法。

背景技术

基坑临时钢筋砼支撑作为基坑维护的一部分，是围护结构(地下连续墙、钻孔灌注桩、SMW工法等结构)不可缺少的一部分，已在基坑围护临时支撑体系工程中得到大量的应用。基坑开挖完成后结构由上而下回筑期间，临时钢筋砼支撑需要由上而下分层分块予以拆除，常用的拆除手段有爆破拆除、机械拆除、人工拆除、切割吊装拆除等方法。与爆破拆除方法相比，机械拆除安全、无飞石、冲击波、振动等次生灾害；与人工拆除、切割吊装拆除方法相比，机械拆除具有高效、快速、安全的特点。机械拆除是基坑拆除的一种常用方法，虽然临时钢筋砼支撑机械拆除较爆破拆除安全性高，但机械拆除具有振动幅度小、频率低、工作持续时间长的特点。通常的观点认为：机械拆除振动幅度小，引发的振动对建筑物本体不会造成危害，对机械拆除的振动研究较少。

振动监测作为爆破拆除的一种常用监测方法得到了广泛的应用。通常在爆破振动监测中，将监测所得的振动数据峰值与《爆破安全规程》中的上限值进行比较，从而判断爆破振动的安全情况。这种方法简便易行，但缺乏深入分析。中国发明专利公报于2010年2月10日公开了公开号为CN 101644065A，专利号为200910194521.4，专利名称为《一种基坑安全状态监测方法》的发明专利，其提出了弥补目前基坑临时钢筋砼支撑采用爆破拆除时的监测和安全评价中缺少根据数据处理定量判断基坑安全状态的不足，但未涉及有基坑临时钢筋砼支撑采用机械拆除时对基坑结构及周边环境、建(构)筑物、共同轨道交通地铁、地下管线等的安全监测研究。

虽然有报道过利用振动变形监测建(构)筑物的安全情况，但尚未有基于振动监测对基坑临时钢筋砼支撑采用机械拆除进行系统安全评估的研究。因此，如何将上述现有技术问题加以解决，即为本领域技术人员所研究的方向所在。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种采用机械拆除的基坑安全状态监测分析方法，其是基于振动分析建立基坑临时钢筋砼支撑采用机械拆除的监测体系，建立对基坑临时钢筋砼支撑机械拆除振动监测数据的系统处理分析方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种采用机械拆除的基坑安全状态监测分析方法，其包括以下步骤：

步骤a：确定临时钢筋砼支撑振动监测点数量、位置；

步骤b：在振动监测点处安装振动传感器，在一维、二维或三维方向布置测点；

步骤c：机械拆除阶段全过程实时监测并采集振动数据；

步骤d：对振动监测所得的振动数据进行分析。

较佳的实施方式中，所述的临时钢筋砼支撑振动监测点的数量和位置应至少满足：在距离施工区域路径长度最小的围护结构地下连续墙或桩基处布置振动测点、在距支撑拆除施工区最近的基坑的两个拐角处布置振动测点、在基坑临时钢筋砼支撑平台上布置振动测点。

较佳的实施方式中，所述一维、二维、三维是指所用的振动监测的方向，单个测点需要构成正交系的三个方向的振动速度，从而确定该测点的合速度，三个方向包括水平X、Y方向和竖直向Z。

较佳的实施方式中，所述X方向指在水平面内与测点和施工区域连线同向，所述Y方向指在水平面内与测点和施工区域连线方向相切，所述Z方向指竖直向上，X、Y、Z三方向满足右手定则。

较佳的实施方式中，所述的步骤d包括以下步骤：

步骤d1：对基坑支持拆除振动所得的振动数据进行图像化处理，并积分得到位移时间曲线；

步骤d2：分析振动-时间曲线、位移-时间曲线的周期性、振动峰值；

步骤d 3：对振动-时间曲线进行FFT变换，得到幅值-频率曲线、能量-频率曲线；

步骤d4：分析幅值-频率曲线、能量-频率曲线的振动主频、主频幅值、能量随频率的分布情况；

步骤d5：对振动-时间曲线进行小波变换、小波包变换，分析能量-频率关系。

较佳的实施方式中，在所述步骤d1中，所述的振动数据图像化处理是根据振动数据绘制振动-时间曲线，并积分得到位移-时间曲线。

较佳的实施方式中，在所述步骤d2中，所述的周期性分析指对位移-时间曲线通过放大处理分析数据呈现的周期性，其周期与所使用的机械施工频率一致。

较佳的实施方式中，在所述步骤d2中，所述的振动峰值为振动-时间曲线中振动速度的最大值。