建筑深基坑支护的设计优化与数据分析

　　摘    要：　针对建筑构造来说, 只有在地下室底板或者基础的埋深足够, 才能确保地下建筑或者高层建筑的稳定性。本文重点阐述了深基坑支护设计与监测数据分析。

　　关键词：　深基坑; 支护设计; 监测数据; 分析;

　　现阶段, 我国城市建设的力度也来越大, 地下建筑以及高层建筑越来越多, 基坑越来越深。同时, 地下建筑与高层建筑的建设需要加强研究抵抗水平力的方法和措施, 以便提升建筑的稳定性。为了确保建筑工程的质量, 提升建筑结构的稳定性, 有必要进行支护设计和监测数据分析, 尤其是深基坑的支护设计与监测数据分析。

　　1、 深基坑支护的类型分析

　　(1) 钢板桩支护分析。钢板桩支护是一种广泛应用于建筑工程的支护类型, 这种支护形式指的是通过热轧型的钢材进行钳口和锁口, 从而使钢板桩之间进行紧密的连接, 进而组成完整的钢板墙结构。钢板桩支护形式既可以起到很好的挡土作用, 还有良好的挡水功能。现阶段应用最多的钢板桩支护结构形式主要有三种:第一种, Z形结构形式;第二种, U形结构形式;第三种, 直腹板结构形式。钢板桩支护类型的特点是, 具有相对简单的钢板加工工艺, 以及来源众多的施工材料。

　　(2) 深层搅拌水泥桩。在深基坑支付中, 水泥搅拌的作用是对软土地及进行加固和饱和。水泥可以发挥固化剂的作用, 通过软土结合, 发生一系列的物理反应或者化学反应, 从而形成一种具有高强度的水泥加固体, 从而有效提升软土地基的承载能力以及变形模量。根据多年的经验, 如果水泥掺入8%以上, 20%以下, 水泥土重度比就可以提高3%--5%。如果水泥土的含水量降低10%, 抗渗性能就可以达到10-7cm/ces——10-8cm/ces。也就是说, 水泥土可以有效对土质进行改良。另外, 水泥土的无侧限抗压强度大多数都大于0.3MPa, 要远优于未经处理的软土地基的抗压强度。抗压强度的提升也就代表着抗拉强度的提升[1]。

　　2、 深基坑支护设计的改进

　　(1) 引进新技术和新理念。在进行深基坑支护设计的时候, 一定要结合建筑工程的特点以及实际情况, 切忌生搬硬套, 延用陈旧的设计理念。尤其是现阶段, 深基坑支护结构的设计还处于发展阶段, 缺乏公认的、权威的计算公式, 一切都需要设计人员在实际工作中摸索。所以在设计过程中, 可以将施工监测反馈动态信息作为基础, 以此来进行深基坑的支护设计。

　　(2) 加强试验研究。所谓实践出真知。一切正确的理论都是经过大量的实践、大量的研究总结出来的。而我国现阶段的深基坑支护结构, 与发达国家有着不小的差距, 很多地方都有待提升。但是我国的城市建立力度不断地加大, 我国地下建筑与高层建筑越来越多, 这就为我国深基坑设计人员开展研究工作提供了一手施工数据。所以, 设计人员一定要重视深基坑支护设计的实践性, 通过大量的数据分析, 不断地总结, 最终获得正确的理论和观点, 形成一套完整的体系[2]。

　　3、 深基坑支护监测数据的分析方法

　　(1) 有限元分析法。有限元分析法属于确定函数法的一种, 指的是针对研究对象按照某种规则搭建分析模型, 然后再将分析模型划分成若干计算单元, 因为每一种材料都有一定的物理力学性质, 所以要按照所选材料相对应的物理力学性质, 搭建荷载与变形之间的函数关系。然后再根据现有的条件对函数方程进行求解, 从而得出变形值。但是, 有限元分析法存在一定的缺陷。首先, 分析模型划分的单元、所选材料的参数设置、选择的函数关系都是假设的。其次, 计算变形值的时候并没有考虑施工现场的环境因素的影响。所以也就容易导致计算结果存在一定的偶然性, 可采纳度较低。所以在使用有限元分析法的时候, 可以和反演分析法一起使用。

　　(2) 小波分析法。小波分析法是在多种分析法的基础之上研究出来的一种分析处理方法, 又称为信号分析中的数学显微镜。小波分析法在时域方面以及频域方面的局部化特征较为明显, 可以将局部信号中的有效信息进行提取。另外, 小波变化还可以针对周期性的变形特征进行探测和分析。例如, 通过离散小波变换可以分解实际的监测数据并进行重构, 进而分离数据中与噪声相关的信息, 找出对自己有用的数据和信息。

　　4、 某建筑深基坑工程监测数据及分析

　　如某基坑北侧设置了四个观测点, 基坑东北角处设置了一个观测点, 因为这个方位与两栋高层建筑紧挨着, 导致基坑的危险性较高, 所以要先进行浇筑灌梁, 进行桩顶水平位移监测点的布设。该侧基坑桩顶水平位移从2016年8月5日开始监测, 当时基坑开挖深度是5米, 连续三天, 监测值十分相近, 所以可以将这三天的平均值设置为基准值, 然后把8月7日的水平位移观测值设调整到0, 当基坑开挖深度到达6米的时候, 桩顶水平位移的变化已经高于报警值, 当时时间为8月14日, 在基坑的南侧道路上就发现了一条很长的裂缝, 裂缝的长度是20米, 宽度为3毫米。这个时候, 施工现场就要立刻停工, 找寻出现裂缝的原因, 并针对性制订补救措施。最后分析出原因是第一道锚索没有稳定, 锁定值不达标。之后继续开挖, 当基坑到达9米的时候, 桩顶水平位移已经增大, 单次位移量高达8毫米, 也高于报警值。这个时候再次停工分析原因。当时时间为8月27日, 主要是施工超挖导致的, 这时候就要采取回填土方的方法, 或者增加锚索的方法来减少位移量。

　　5、 结语

　　综上所述, 深基坑工程的建设较为复杂, 受到多种因素的限制, 存在较大的安全隐患。所以, 在进行深基坑支护设计的时候, 就要不断地更新设计理念和设计方法, 并加强实践, 形成一套完整的设计体系。针对深基坑支护检测数据, 分析方法有很多, 但是要结合施工现场的实际情况进行科学合理的选择。并且要在实际监测中, 不断地积累深基坑支护设计与监测数据的分析经验, 促进深基坑工程的建设与发展。

　　参考文献：

　　[1] 陈晓旭.论深基坑支护设计若干问题与优化措施[J].建筑工程技术与设计, 2017 (32) :590.
　　[2] 梁加俊, 孙泽信, 刘宁.深基坑支护设计及监测数据分析[J].建筑技术开发, 2017 (24) :133-134.