深基坑周邊建筑物沉降預測與支護結構變形研究.pdf

1、介紹了深基坑工程的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了基坑變形理論及其時空效應分析。以沈陽中鋁大廈深基坑工程為主要研究對象，采用地質(zhì)鉆探、工程物探、現(xiàn)場取樣、現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)土工試驗等方法對現(xiàn)場地層情況進行綜合分析與研究：采用“動態(tài)設計、信息化施工”方法進行基坑設計與施工；采用高精度全站儀和電子水準儀對樁頂位移、基坑周圍建筑物沉降等進行定期監(jiān)測。 在深基坑工程中，沉降預測的重要性越來越突出。為了更好地控制基坑開挖對周邊建筑物的影響，以BP人

2、工神經(jīng)網(wǎng)絡為基礎，利用其強大的非線性映射能力，建立深基坑周邊建筑物沉降的預測模型。在利用實測數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡訓練的基礎上，對基坑周邊建筑物最大沉降進行預測，結果表明預測值與實測值吻合較好，顯示了該方法進行深基坑變形預測的有效性。 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，得出模擬值與實際監(jiān)測變形值相差不大。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。采用符合實際的土體模量建立部分基坑模型，通

3、過改變土體和支護結構相關參數(shù)，進行大量模擬運算，得出影響支護結構變形的規(guī)律為： (1)土體參數(shù)中，變形模量與泊松比的變化對支護結構變形影響較大，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，它們模量的改變對支護結構影響較小，第四層土為支護結構提供被動壓力其模量改變對支護結構變形影響較大。 (3)當嵌固深度在相對較淺范圍內(nèi)變化時，對支護結構的

4、影響較大；而當增大到一定程度(4m)，其變化對支護結構變形影響減弱。對于開挖深度為11 m的樁錨支護基坑，嵌固深度一般設計4m為宜。 (4)改變樁徑即改變了支護結構的剛度，樁徑增大減小了支護結構的變形，樁徑大到一定值時對支護結構變形影響不大。對于開挖深度為11 m的樁錨支護基坑，樁徑一般設計0.6m為宜。 (5)錨桿傾角變大，則支護結構的變形也變大。錨桿傾角在10°～25°之間支護結構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)錨桿施加的位置對支護結構變形影響很大，錨桿位置越靠近樁頂，支護結構的變形越小。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鍵作用。實際施工時，一般設計為離地表4m。 (7)錨桿越長，支護結構的變形越小。對于開挖深度為11 m的樁錨支護基坑，錨桿長度一般設計11-14m為宜。 同時，本文采用真實實驗中的數(shù)據(jù)處理方法一一正交試驗設計方法，以

6、有限元方法模擬得到的基坑支護結構變形為試驗對象，根據(jù)因素數(shù)目選取適當?shù)乃剑x用合適的正交表，進行數(shù)值模擬實驗。通過極差分析、方差分析以及貢獻效應圖分析可知，影響支護結構最大位移的因素中，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、錨桿長度對支護結構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