深基坑周邊建筑物沉降預(yù)測(cè)與支護(hù)結(jié)構(gòu)變形研究.pdf

1、介紹了深基坑工程的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了基坑變形理論及其時(shí)空效應(yīng)分析。以沈陽中鋁大廈深基坑工程為主要研究對(duì)象，采用地質(zhì)鉆探、工程物探、現(xiàn)場(chǎng)取樣、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)等方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地層情況進(jìn)行綜合分析與研究：采用“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工”方法進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)與施工；采用高精度全站儀和電子水準(zhǔn)儀對(duì)樁頂位移、基坑周圍建筑物沉降等進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。 在深基坑工程中，沉降預(yù)測(cè)的重要性越來越突出。為了更好地控制基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響，以BP人

2、工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用其強(qiáng)大的非線性映射能力，建立深基坑周邊建筑物沉降的預(yù)測(cè)模型。在利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，對(duì)基坑周邊建筑物最大沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值吻合較好，顯示了該方法進(jìn)行深基坑變形預(yù)測(cè)的有效性。 在研究過程中，以大型非線性有限元軟件ADINA為研究工具，建立三維有限元模型，得出模擬值與實(shí)際監(jiān)測(cè)變形值相差不大。通過提取后處理變形數(shù)據(jù)，考察了基坑工程的空間效應(yīng)。采用符合實(shí)際的土體模量建立部分基坑模型，通

3、過改變土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行大量模擬運(yùn)算，得出影響支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的規(guī)律為： (1)土體參數(shù)中，變形模量與泊松比的變化對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響較大，粘聚力和摩擦角的影響不很明顯，其中粘聚力的影響要比摩擦角大。 (2)本工程土體共分四層，其中第一、二、三層土在坑底以上，它們模量的改變對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)影響較小，第四層土為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供被動(dòng)壓力其模量改變對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響較大。 (3)當(dāng)嵌固深度在相對(duì)較淺范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的

4、影響較大；而當(dāng)增大到一定程度(4m)，其變化對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響減弱。對(duì)于開挖深度為11 m的樁錨支護(hù)基坑，嵌固深度一般設(shè)計(jì)4m為宜。 (4)改變樁徑即改變了支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度，樁徑增大減小了支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，樁徑大到一定值時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響不大。對(duì)于開挖深度為11 m的樁錨支護(hù)基坑，樁徑一般設(shè)計(jì)0.6m為宜。 (5)錨桿傾角變大，則支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形也變大。錨桿傾角在10°～25°之間支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化較小且平緩，在此范圍內(nèi)不僅

5、符合施工方便性，而且符合工程的安全性。 (6)錨桿施加的位置對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響很大，錨桿位置越靠近樁頂，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形越小。兩排錨桿的情況與一排錨桿相同，而且從變形曲線圖中發(fā)現(xiàn)，第一排錨桿的位置起到關(guān)鍵作用。實(shí)際施工時(shí)，一般設(shè)計(jì)為離地表4m。 (7)錨桿越長(zhǎng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形越小。對(duì)于開挖深度為11 m的樁錨支護(hù)基坑，錨桿長(zhǎng)度一般設(shè)計(jì)11-14m為宜。 同時(shí)，本文采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法一一正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以

6、有限元方法模擬得到的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形為試驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)因素?cái)?shù)目選取適當(dāng)?shù)乃剑x用合適的正交表，進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。通過極差分析、方差分析以及貢獻(xiàn)效應(yīng)圖分析可知，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)最大位移的因素中，參數(shù)敏感性由大到小依次排列為：變形模量，錨桿位置，樁徑，樁嵌固深度，錨桿長(zhǎng)度，錨桿傾角，泊松比，粘聚力，摩擦角。其中土體變形模量、錨桿位置、樁徑、樁嵌固深度、錨桿長(zhǎng)度對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響的顯著性比較高，顯著性一般的是錨桿傾角，土體的泊松比、粘聚力、摩擦角