地鐵工程深基坑支護系統優化設計研究

【摘要】明挖深基坑在北京地鐵設計中占有一定的比重,而支護型式的選擇卻顯得非常單一,普遍采用鉆孔灌注樁+鋼支撐這一支護型式。地鐵奧運支線奧體中心站和熊貓環島站-奧體中心站區間的深基坑工程采用的是也是鉆孔灌注樁+鋼支撐的支護體系,通過對該基坑圍護結構變形監測數據的分析,暴露出超挖、支護不及時、影響施工等問題。本文選取樁+錨索支護體系,與樁+鋼支撐支護體系做技術經濟比較,研究樁+錨索支護在北京地鐵深基坑工程中的可行性以及優越性。采用有限差分軟件FLAC3D進行數值模擬,存在土性參數難以確定的問題,而位移反分析法為這些參數的確定提供了有效途徑。本文通過FLAC3D計算,在樁體側向位移和土體力學參數之間建立了用于BP神經網絡的訓練樣本。把樁體側向位移作為神經網絡的輸入,而土體力學參數作為網絡輸出,對神經網絡進行訓練。BP網絡訓練成功后,再用實測的樁體側向位移進行反分析得到相應的土性參數值。在BP網絡進行函數逼近時會存在網絡泛化能力的缺陷,本文采用均勻試驗法構造學習樣本,以提高網絡的泛化能力,同時減少樣本數。土性參數通過兩步反分析獲得:首先根據開挖至第二道支撐底標高并設置第二道支撐這一工況,反分析獲得上面兩個土層的土性參數;在此基礎上,再根據開挖至基坑底并澆筑底板這一工況的監測數據反分析其余土層的土性參數。在錨索支護設計時,運用軟件Flac3D模擬基坑施工,計算構件的變形和內力。通過兩樁一錨和一樁一錨等多方案比選,獲得了比較合理的樁+錨索支護設計方案:一樁一錨三道錨索。經過該樁+錨索支護方案與樁+鋼支撐支護方案做技術經濟比較,在造價、工期、安全性以及施工影響程度等多個方面,采用樁+錨索支護更有優勢。因此,因地制宜,在地質條件和周邊環境允許的情況下,應當采用這種支護型式,實現圍護結構設計的多樣性。

目錄

中文摘要

ABSTRACT

第一章緒論.

1.1研究背景

1.2研究內容

1.3研究思路

1.4國內外研究現狀

第二章某深基坑圍護結構變形及其存在問題的分析

2.1概述

2.1.1工程概況

2.1.2支護方案

2.1.3監測項目.

2.2圍護樁側向位移分析

2.2.1量測數據初步分析

2.2.2測點布置

2.2.3測斜數據分析.

2.3圍護結構存在的問題

2.3.1基坑開挖的時空效應理論

2.3.2鋼支撐支護的不足

2.4支撐體系的選擇

2.5本章小結

第三章構建地鐵深基坑優化模型

3.1圍護結構的計算理論

3.2 FLAC

3D

軟件建立模型

3.2.1 FLAC

3D

軟件介紹

3.2.2 FLAC

3D

中的基本本構模型

3.2.3模型建立

3.3基于BP神經網絡的位移反分析研究

3.3.1反分析方法概述

3.3.2反分析方法的分類

3.3.3 BP神經網絡原理

vi北京交通大學碩士學位論文

3.3.4均勻試驗設計法建立樣本

3.3.5反分析步驟

3.4某基坑工程土性參數反分析.

3.4.1概述

3.4.2分析參數的確定

3.4.3第一階段反分析

3.4.4第二階段反分析

3.5本章小結

第四章拉錨支護在深基坑支護中的應用分析

4.1概述

4.2錨索支護方案設計

4.2.1錨索的空間布置要求

4.2.2錨索結構設計內容

4.2.3錨索支護參數確定

4.3錨索支護方案比選

4.3.1方案的確定

4.3.2模型的建立

4.3.3變形及內力分析

4.4其他斷面計算分析

4.4.1驗證土性參數的適用性

4.4.2錨索支護計算

4.5錨索支護方案的確定

4.6本章小結

第五章兩種支護型式的技術經濟比較

5.1技術經濟比較的內容

5.2工程材料費用的計算

5.3技術經濟比較

第六章結論和展望

6.1結論

6.2展望

參考文獻

作者簡歷

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