2015年9月
摘
建材国装饰
深基坑排桩支护结构优化设计
丁敏
穆健
(重庆市巴南区公路工程质量监督站
401320)
重庆
交通建设
要：对深基坑工程排链支护结构优化设计的进行了数学解释，描述了设计变量的选择、的求条件的确定、目标函数
的确立三方面的内客。对排独的相关设计变量进行了敏感性分新，挑选出对优化日标影响较大的设计变量，概括出排桩支护结构的主要的求条件，确定以综合造价为优化目标的最终优化日标虽数，从而建立了深基抗排链支护结构优化设计数学模型
关键词：排链；约束条件；敏感性分析
中图分类号：TU476
前言
文献标识码：A
文章编号：16730038(2015)38-0293-03
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深基坑支护工程的优化设计依据其设计阶段不同，可分为两大类，即方案优化设计和结构优化设计，方案优化设计是根据深基坑工程诸多方面需求，对各个可行的支护方案进行比较，从中优选出最佳支护方案。针对深基坑优化的问题，本文重点研究了深基坑排桩支护结构形式的设计变量选择、约束条件确定、目标
函数确立以及优化设计模型建立的等方面内容。设计变量的确定
深基坑排桩支护结构的设计变量分为支护桩结构和支撑结构。排桩的关键设计变量有：桩径、桩中心距、桩嵌固深度、混凝土强度等级和支撑位置等口，
为了合理确定优化设计变量取值范围，通过实例对设计变量参数做了敏感性分析。基坑实例：基坑深度16m，土层分五层。其力学性质指标是分别是：c,=12kPa，中,=11°%=19kN/m，厚度H, 2m;c,20kPa,Φ,17°,,=19kN/m, 厚度 H,=2.5m; c,10kPa,Φ, = 12°，,19kN/m,厚度H,9m;c,25kPa,Φ427°,21kN/m,厚度H,1.5m:c,=36kPa中,=32°.%=20.5kN/m*，厚度H,10m:坡顶荷载q=20kN/m.
桩径及桩中心距 1.13
如图1所示，桩身最大位移值随着桩径d,的增大而逐渐减小。当桩径小于1.2m时，最大位移值变化较为明显；当桩径大于 1.2m时，最大位移值变化趋势趋于平缓，由此，可以得出这样的结论，合理地提高桩径对排桩支护结构的安全稳定性有着显著的改善。
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图：最大位移与桩径关系曲线
1.2桩嵌固深度(如图2)
从上面的分析结果可以看出，最大位移值随嵌固深度b，的增大而逐渐减小。当嵌固深度小于7m时，最大位移值变化较为显著：而当嵌固深度大于7m时，最大位移值变化趋于平缓。由此
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图2最大位移与固深度关系曲线
说明，在支护结构安全稳定性有一定的保证的情况下，继续嵌固
深度是无用的。 1.3支撑位置
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图3最大位移与支撑位置关系曲线
为了简化支撑位置对支护结构安全性影响的分析，设定第道支撑和第二道支撑的间距为4m。依图3所示，最大位移值随支撑位置h的变化不是单调变化，而是存在一个极值用。
混凝土强度等级
1.4
18 28
3.15288
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-3807%3
5584
5325
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图4最大位移与混凝土强度值关系曲线
依图4所示，最大位移值随混凝土强度值E，的不断增大而逐渐减小"。由此说明混凝土强度值也同样存在这样一个临界值，超出这个值，支护结构的安全稳定性不会明显提高，增加的只有造价而已。
优化设计目标函数的数学描述
对于排桩支护结构，其造价一般包括桩体造、锚杆、内支撑造价以及施工造价等。选取桩、锚杆材料造价为目标函数，可分别
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