[发明专利]一种钻孔灌注桩地基塌孔风险的评价方法与应用

权利要求书

1.一种钻孔灌注桩地基塌孔风险的评价方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)钻孔灌注桩评价区域的确定及评价单元的划分；

2)评价区域工程地质与水文地质参数的勘测与确定，将各参数的实测数据进行记录，这些参数包括定量评价指标和定性评价指标，定量评价指标包括：C₁：砂土层厚度，C₂：砂层占土层比例，C₃：砂层平均标贯度，C₄：砂土相对密度，C₅：砂土平均粒径，C₆：砂土不均匀系数，C₈：钻孔设计深度，C₉：地下水位变幅，C₁₀：地下水位埋深；定性评价指标包括：C₇：钻孔土层结构；

3)确定定量评价指标和定性评价指标的钻孔灌注桩孔壁塌孔风险模糊综合评价分级标准值，具体如下：将步骤2)中测得的定量评价指标的最大值与最小值之间的数值4等分，并从中选取3个中间值作为该项指标钻孔灌注桩孔壁塌孔风险模糊综合评价的分级标准值，A₁；A₂；A₃，其中A₁到A₃依次增大；

与孔壁稳定性正相关的定量评价指标C₂、C₃、C₄、C₁₀对应的塌孔低风险、中风险、高风险分级标准分别为A_i3；A_i2；A_i1；与孔壁稳定性负相关的定量评价指标C₁、C₅、C₆、C₈、C₉对应的塌孔低风险、中风险、高风险分级标准分别为A_i1；A_i2；A_i3；

C₇为钻孔地层结构，根据土层夹层复杂程度对其属性进行赋值，砂土中不含有黏土夹层的其复杂程度定义为一般，赋值为1；含有1-2层黏土夹层的定义为较复杂，赋值为2；含有3层及以上黏土夹层的定义为复杂土层，赋值为3，即塌孔低风险、中风险、高风险分级标准分别为1、2、3；

A_i1；A_i2；A_i3的计算公式如下：

C_i(max)为定量评价指标的最大值，C_i(min)为定量评价指标的最小值；

4)采用超标倍数赋权法确定各评价指标的权重，并根据每个评价指标的权重建立每个评价单元的权重矩阵；具体如下：第i个影响因子权重ω的计算方法如下：

式中:ω_i—第i个塌孔风险因子的权重值；C_i—第i个影响因子的实测值；A_i—第i个塌孔风险因子的三个评价等级的分级标准值，—第i个塌孔风险因子的三个评价等级的分级标准值的算术平均值；

第n个评价单元的权重矩阵为

ω_n＝[ω₁ ω₂ ω₃ … ω₁₀] (6)；

5)选用隶属函数，将每个评价单元的评价指标实测值及其评价分级标准值代入隶属函数，分别求解每个评价指标对应的不同塌孔风险等级的隶属度值，并确定每个评价单元评价指标的隶属度模糊矩阵；隶属函数为抛物型隶属函数，具体公式如下：

r_i1＝IF(X_i≥A_i2,0,(IF(X_i≥A_i1,((A_i2-X_i)/(A_i2-A_i1))³,(IF(X_i<A_i1,1))))) (7.1)

r_i3＝IF(X_i≥A_i3,1,(IF(X_i≥A_i2,((X_i-A_i2)/(A_i3-A_i2))³,(IF(X_i<A_i2,0))))) (7.3)，

式中：X_i指每个评价单元的某个评价指标的实测值，

r_i1、r_i2、r_i3分别为第i因子对应的低风险、中风险、高风险3种塌孔风险等级隶属函数值；

第n个评价单元的评价指标隶属度模糊矩阵为：

6)根据每个评价单元的权重矩阵和隶属度模糊矩阵计算每个评价单元灌注桩孔壁稳定性与塌孔风险等级隶属度矩阵；

第n个评价单元灌注桩孔壁稳定性与塌孔风险等级隶属度矩阵如下：

λ_n＝ω_nR_n＝[λ_n1 λ_n2 λ_n3] (9)；

7)根据最大隶属度原则，确定每个评价单元的灌注桩孔壁稳定性与塌孔风险等级，并确定灌注桩工程场区施工塌孔不同防治等级的分区。