CN114357595A - 一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法及*** - Google Patents

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horizontal displacement
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薛军委
韩亮
白淑花
季鑫
吕仁军
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Abstract

本发明属于基础领域，提供了一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法及***。该方法包括，获取基坑侧壁某点的变形值；采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。

Description

一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法及***
技术领域
本发明属于基础领域，尤其涉及一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着城市地下空间的拓展，深基坑工程越来越多。深基坑在施工过程中产生的变形、尤其是水平位移变形必须严格控制，否则会对整个基坑施工带来不利影响。由此原因，深基坑监测工作也越来越显示出其重要性。深基坑监测技术是指通过工程测量知识理论、方法测量基坑支护结构（基坑侧壁）的变形值，通过对变形值的分析确定基坑的位移变形值。但是这种方法却存在一个缺点，即只能对已经发生的变形值进行测量，而已经发生的变形值并不能对基坑可能发生的危险做出较准确的判断。鉴于以上原因，寻求一种能预测基坑变形的方法势在必行。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法及***，其通过对已经测得的历史数据进行分析整理，结合EXCEL里的Forecast函数对历史数据进行拟合，从而求得未来某个时间点的变形值，配合基坑侧壁安全等级重要性系数进行修正，确定最终的预测值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法。
一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，包括：
获取基坑侧壁某点的变形值；
采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
进一步地，所述获取基坑侧壁某点的变形值包括：获取基坑侧壁某点在连续设定时间间隔内的变形值。
更进一步地，所述时间间隔的单位采用天或者小时。
进一步地，在所述得到预测变形量之后包括，判断预测变形量是否超过设定的阈值，若是，则报警。
进一步地，所述变形值为水平位移量。
进一步地，在所述获取基坑侧壁某点的变形值之后包括：基于基坑侧壁某点的变形值，计算一段时间内该点的数学期望和方差；基于该点的数学期望和方差，确定置信区间；基于置信区间，剔除置信区间以外的数值。
进一步地，所述基坑侧壁安全等级决定基坑侧壁安全等级重要性系数。
更进一步地，一级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为1.1；二级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为1.0；三级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为0.9。
更进一步地，所述预测变形量=距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值×基坑侧壁安全等级重要性系数。
本发明的第二个方面提供一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的***。
一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的***，包括：
获取模块，其被配置为：获取基坑侧壁某点的变形值；
处理模块，其被配置为：采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
预测模块，其被配置为：根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所介绍的基坑侧壁位移预测方法，运用Forecast函数算法，通过以历史数据为原型，不断分析和处理，科学的预测变形值，能够为基坑施工提供变形的数据支持；从而为基坑下一步施工提供指导，减少不必要的预警措施。
本发明由于能够提前预知变形值，从而能够做到有的放矢，在基坑危险位置提前做处理措施，节省了资源的同时也提高了工作效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明示出的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和***的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，该方法包括以下步骤：
获取基坑侧壁某点的变形值；
采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
1.原始数据量测：
按照《工程测量标准》GB50026-2020及《建筑变形测量规范》JGJ8-2016中关于水平位移测量的技术要求，测得基坑侧壁某点的变形值（水平位移量，下同）
Figure 56001DEST_PATH_IMAGE001
(单位：mm)以及同上一次测量的时间间隔Ti（单位：d），并统计在下表1中。令初始值为0，即
Figure 393441DEST_PATH_IMAGE002
，T1=0；此过程可持续数月，因为基坑开挖初期发生危险的可能性较小，开挖初期为数据采集阶段。
表1 原始数据记录表
Figure 36912DEST_PATH_IMAGE003
2.数据分析与剔除
由于在实际测量过程中会受人为因素，仪器因素等影响，步骤1测量的数据会产生一定的误差。根据误差理论及正态分布理论，将步骤1获得的
Figure 372079DEST_PATH_IMAGE004
数据进行分析。求出这一组数据的数学期望
Figure 682360DEST_PATH_IMAGE005
、方差
Figure 761174DEST_PATH_IMAGE006
，根据正态分布理论，取置信水平为95％，则置信区间为
Figure 321469DEST_PATH_IMAGE007
，剔除置信区间以外的数值。
其中：
Figure 93116DEST_PATH_IMAGE008
本实施例中
Figure 106071DEST_PATH_IMAGE009
，n表示基坑侧壁某点所测量的变形值的个数。
3.将步骤2获得的数据
Figure 988576DEST_PATH_IMAGE004
进行统计，令
Figure 403377DEST_PATH_IMAGE010
，对应的x=Ti。
4.将第3步获得的数据导入EXCEL，令x的值为Ti，
Figure 345925DEST_PATH_IMAGE004
的值为y。运用Forecast函数，赋予一个新的Ti+a，（a为最后一次测量后a天），求得
Figure 783860DEST_PATH_IMAGE011
；具体计算步骤见下表2：
表2：基于Forecast函数预测变形值
Figure 768259DEST_PATH_IMAGE012
表2中表明从2021.4.29到2021.5.4，将会产生0.379mm的变形值（未修正）。
5.由于不同安全等级的基坑对变形的控制值有区别。现将步骤4求得的
Figure 240828DEST_PATH_IMAGE011
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012第3.1.6款规定，乘以修正系数K,求得最终的变形预测值
Figure 416595DEST_PATH_IMAGE013
。K的取值如表3所示：
表3：基坑侧壁安全等级重要性系数
Figure 341826DEST_PATH_IMAGE014
则：
Figure 566133DEST_PATH_IMAGE015
按照表2的计算结果，假设某基坑安全等级为一级，则最终预测变形量为：
Figure 689947DEST_PATH_IMAGE016
。
即基坑安全等级越高，则修正后的预测变形值越大，以此能够起到警示作用。
根据《建筑基坑工程监测技术标准》GB 50497-2019表8.0.4土质基坑及支护结构监测预警值之规定，若计算的
Figure 974298DEST_PATH_IMAGE013
超出本表数值，必须立即预警，未超过本表数值则表明基坑侧壁安全，无须预警。本实施例关于基坑安全等级与围护墙顶部水平位移预警值的关系，如表4所示。
表4 基坑安全等级与围护墙顶部水平位移预警值
Figure 449142DEST_PATH_IMAGE017
实施例二
本实施例提供了一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的***。
一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的***，包括：
获取模块，其被配置为：获取基坑侧壁某点的变形值；
处理模块，其被配置为：采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
预测模块，其被配置为：根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
此处需要说明的是，上述获取模块、处理模块和预测模块与实施例一中的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为***的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，包括：
获取基坑侧壁某点的变形值；
采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
2.根据权利要求1所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，所述获取基坑侧壁某点的变形值包括：获取基坑侧壁某点在连续设定时间间隔内的变形值。
3.根据权利要求2所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，所述时间间隔的单位采用天或者小时。
4.根据权利要求1所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，在所述得到预测变形量之后包括，判断预测变形量是否超过设定的阈值，若是，则报警。
5.根据权利要求1所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，所述变形值为水平位移量。
6.根据权利要求1所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，在所述获取基坑侧壁某点的变形值之后包括：基于基坑侧壁某点的变形值，计算一段时间内该点的数学期望和方差；基于该点的数学期望和方差，确定置信区间；基于置信区间，剔除置信区间以外的数值。
7.根据权利要求1所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，所述基坑侧壁安全等级决定基坑侧壁安全等级重要性系数。
8.根据权利要求7所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，一级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为1.1；二级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为1.0；三级基坑侧壁安全等级对应基坑侧壁安全等级重要性系数为0.9。
9.根据权利要求7所述的基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的方法，其特征在于，所述预测变形量=距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值×基坑侧壁安全等级重要性系数。
10.一种基于Forecast函数预测基坑侧壁水平位移的***，其特征在于，包括：
获取模块，其被配置为：获取基坑侧壁某点的变形值；
处理模块，其被配置为：采用Forecast函数，基于基坑侧壁某点的变形值，得到距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值；
预测模块，其被配置为：根据距离最新测量数据设定天数后的基坑侧壁某点的变形值，结合基坑侧壁安全等级，得到预测变形量。
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