導(dǎo)語：深基坑推理機制與優(yōu)化設(shè)計思考一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、深基坑支護工程的組合方案優(yōu)化設(shè)計

（一）深基坑支護工程的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計原則

第一，將定性規(guī)則和量化計算有機結(jié)合，按照工程條件來進行基坑邊坡土體作用力的計算，在計算過程中，所用計算理論為郎金理論與庫倫理論。同時，將圍護結(jié)構(gòu)與支撐體系的設(shè)計可否使土體作用力達到平衡來作為設(shè)計依據(jù)。第二，在土體作用力計算結(jié)果中應(yīng)包含開挖方式以及降水效果，將用料的數(shù)量或者所用材料造價成本作為優(yōu)選的參考依據(jù)，而各施工方案僅為定性優(yōu)選所需的參考依據(jù)。施工方案的選擇工作可從工程的資料庫來實施。第三，在明確支護方式時，可事先給定任意一個支護方式，對于土體作用力不可達到平衡的支護方式剔除，循序漸進地來選擇支護方式。可借助于三級選優(yōu)這一方式來實施優(yōu)化設(shè)計。

（二）組合流程與方式

基于系統(tǒng)優(yōu)化理論這一角度，對于深基坑支護工程系統(tǒng)所涉及到各因素實施歸類，并劃分為成為相對應(yīng)的各研究層次，接著又將每一個層次劃分為N個子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)互相獨立且互相聯(lián)系。把系統(tǒng)運行的這一初級子系統(tǒng)得到的結(jié)果看作二級子系統(tǒng)的邊界條件或者相對應(yīng)的輸入量，以此使系統(tǒng)進入至二級優(yōu)化，循環(huán)上述步驟，一直到完成整個系統(tǒng)的優(yōu)化分析為止，通常情況下，基坑支護系統(tǒng)所需的第一級要素一般為土方開挖、支擋結(jié)構(gòu)體以及降排水所構(gòu)成，這三個方面內(nèi)容之間的整體作用關(guān)系如圖1所示。從圖1中可知，基坑支護工程系統(tǒng)中的一級子系統(tǒng)就為土方施工、降排水以及支擋結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，基于此，可進一步將這三個子系統(tǒng)實施劃分，將其劃分成為二級子系統(tǒng)。圖1基坑支護工程系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)分析三級優(yōu)化目標(biāo)與組合的模式主要表現(xiàn)為以下三點：第一，一級：這一級為系統(tǒng)優(yōu)化總目標(biāo)，其優(yōu)化的過程主要是對完成二級優(yōu)化以后且已經(jīng)達到了最優(yōu)目標(biāo)的這三個輸入量實施方案組合，這三個輸入量就是土方開挖系統(tǒng)、支護結(jié)構(gòu)體以及降排水，并將造價最低看作為優(yōu)化目標(biāo)，以此來實施一級選優(yōu)。第二，二級：即對完成了三級優(yōu)化以后，且已經(jīng)達到了最優(yōu)目標(biāo)的擋土體結(jié)構(gòu)、土體補強以及支撐體系這三個子系統(tǒng)實施方案優(yōu)化組合，并且將支護結(jié)構(gòu)體的最低造價看作于優(yōu)化目標(biāo)來實施二級選優(yōu)。第三，三級：將擋土體的最低造價當(dāng)作目標(biāo)，針對不同擋土結(jié)構(gòu)的特點來實施三級優(yōu)化，其中土體補強與支撐體系這兩個系統(tǒng)同樣也按照這種方式來實施三級優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化目標(biāo)的明確與深基坑工程系統(tǒng)的綜合分析，借助于計算機的應(yīng)用，確定優(yōu)化流程，即首先實施方案的初選，接著細部優(yōu)化，最后實施綜合評判，通過造價最低這一原則來選優(yōu)。在深基坑支護工程系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計過程中，細部優(yōu)化是非常重要的一個環(huán)節(jié)，必須要引起足夠的重視與關(guān)注。在優(yōu)化設(shè)計中，為便于計算求解，可把工程的設(shè)計參數(shù)看作于離散變量常見值來實施組合，加大組合數(shù)量的控制力度，簡化優(yōu)化模型。影響工程優(yōu)化方案最終決策的一個關(guān)鍵因素就是造價比較選優(yōu)，造價評估是基于各地所編制的具體預(yù)算定額，通過工程總造價以及工程量的估計所獲得的。基于上述內(nèi)容，在本次研究中借助于各種編程軟件編制了相應(yīng)的優(yōu)化分析程序，該程序具備比較、分析、出圖以及計算等各種功能，其核心計算模塊為VC++，即MicrosoftVisualC++，具備集成開發(fā)環(huán)境的特點，能夠提供各種編程語言，如C語言、C++以及C++/CLI等，且數(shù)據(jù)的輸入與輸出前端均采用的是VB,即包括協(xié)助環(huán)境的一種事件驅(qū)動編程語言，該語言具有快速應(yīng)用程序開發(fā)系統(tǒng)與圖形用戶界面，便于和數(shù)據(jù)庫的連接。

二、案例應(yīng)用分析

（一）工程概述

該大廈位于該市二環(huán)周圍，其建筑的總面積為66180m2,其占地面積為3741m2，建筑的總高度為103.7m，且建筑的平面形式為方形布置，地下總共為四層，基坑底部最深處，標(biāo)高-22.7m，其基礎(chǔ)是鋼筋混凝土稀梁板閥基。由于該工程處于繁華地帶，在施工運輸上述較為困難，同時環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求也相對較高，土方的開挖難度較大，基礎(chǔ)的埋深較大，二次搬運量相對較大。鑒于此，利用所編制的優(yōu)化分析程序，基于工期性能指標(biāo)、方案經(jīng)濟性以及施工工藝復(fù)雜程度對該方案實施排序與篩選，通過不同方案的對比分析，基于該工程地質(zhì)情況和周圍建筑實際情況，在本工程中，基坑支護采取的是擋土墻、混凝土灌注樁、錨噴護壁以及錨桿等聯(lián)合型支護結(jié)構(gòu)體系。

（二）具體措施

第一，基坑土方的開挖采取分布實施的方式，通過暴露坡面自身的直立能力來明確分布開挖的實際深度，為保證錨噴網(wǎng)正常的施工，為其提供一個良好且合理的施工環(huán)境，每一層開挖的深度保持在1.5-2m區(qū)間，堅決不可超深開挖。同時開挖的長度應(yīng)該基于交叉施工時坡面穩(wěn)定性的保持來明確，通常情況下，在同軸線上，其開挖長度在15-20m區(qū)間。此外，在開挖過程中，為避免對支護土層產(chǎn)生影響，必須要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求來修坡，以免因開挖所產(chǎn)生的誤差使得基坑尺寸受到影響。第二，在錨桿施工過程中，首先應(yīng)該明確錨桿成孔，按照要求來鑿孔。接著安裝錨桿，根據(jù)設(shè)計所明確的各錨桿長度與直徑，進行錨桿的加工。在加工過程中，為確保錨桿處于孔核心位置，在間隔大約1.2-2m位置處焊接一個相應(yīng)的居中支架，緊接著再把錨桿放于孔內(nèi)。為確保錨桿和周圍土體能夠緊密粘和，要特別加強注漿作業(yè)的控制，在本次工程中，注漿采取的從里向外的注漿方式，把注漿管插入至距離孔底大約0.5m位置處，同時在孔口處還應(yīng)綁扎相應(yīng)的止?jié){布袋，以免漿液的流出。第三，設(shè)置相應(yīng)的測點，采取動態(tài)監(jiān)測的方式。在報警值出現(xiàn)以后，應(yīng)加大監(jiān)測的頻率，監(jiān)測的重點主要為地面下沉值與坡面位移值，對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境變化以及基坑自身變形情況實施動態(tài)監(jiān)測，及時進行施工流程的調(diào)整，以此為工程的設(shè)計以及施工等提供合理且科學(xué)的信息，從而實現(xiàn)設(shè)計與施工的最優(yōu)化。第四，超過-16.5米應(yīng)采取半圓旋噴樁和支護樁來共同形成為止水帷幕，低于-16.5米則采取擺噴樁止水帷幕。首先利用鉆探機來實施引孔，接著在成孔井內(nèi)進行樁機噴管的旋噴以及擺噴。其中在提升時，若孔口未返漿，必須要噴射到返漿為止才可繼續(xù)進行提升。噴射過程中，要注意噴槍口和受噴面之間的距離應(yīng)控制在1-1.2米區(qū)間，以免因距離過大對混凝土密實度造成影響。

綜上所述，在深基坑支護工程設(shè)計與建設(shè)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮基坑邊坡土體自身所具備的這種支撐潛力，通過支護類型、施工方案、環(huán)境適用性以及降水技術(shù)等情況的綜合考慮，基于造價最低這一原則來實施三級優(yōu)化，從而確保優(yōu)化設(shè)計方案滿足工程建設(shè)需求。

本文作者:侯風(fēng)雷