一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法

技术领域

本发明是一种基坑支护方法，尤其涉及一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法。

背景技术

随着城市化进程的加速，越来越多的高层建筑、地下车库、地铁等工程需要在城市中建设。这些工程往往需要进行基坑开挖，而基坑开挖会对周围环境产生一定的影响，如地面沉降、建筑物倾斜等。为了满足不同的建设需求，基坑开挖的深度不同，超深基坑是指在建筑、交通、水利等工程中，为了满足建筑物的需要或者进行地下空间的开发而需要挖掘的深度非常大的基坑。一般来说，超深基坑的深度超过50米，甚至可以达到几百米。由于超深基坑的深度较大，其开挖所涉及到的土体和岩石受力情况更加复杂，因此需要采取更加严格和复杂的支护措施和变形控制方法，以保证施工安全和周围环境的稳定。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法，具有较高的安全性和施工效率、周围环境影响小、成本低等优点。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

S101，支护结构设计：所述支护结构设计，包括所述支护结构设计包括两个方面，分别为水平支撑的设计和竖向支撑的设计，所述水平支撑的设计包括锚索，所述竖向支撑的设计包括基坑支护桩，所述基坑支护桩采用混凝土灌注桩；

S102，变形监测方法：所述变形监测方法，包括在针对支护结构布置监测点位对基坑支护的变化参数进行测量，所述监测点位布置在桩顶和基坑周边，所述监测点位根据监测目的的不同，监测点位分为地表沉降监测点、支护桩水平位移监测点、支护桩竖向位移监测点和基坑水位监测点；

S103，变形监测预警方案：所述变形监测预警方案，包括预警值的设定、预测值的获取和预警的具体实施，所述预警值的设定包括对监测点位每日变形量和总变形量设置预警值，所述预测值的获取包括采用预测模型针对每个监测点位的历史数据进行学习以获得下一个时间间隔的预测值，所述预测模型的构建方法为：a)数据准备，收集监测点的数据，对缺失值进行插补，所述插补方法采用均值插补法，对数据进行调整规划为时间-位移的形式，并且将前80％数据分为训练集以及后20％数据为测试集，b)构建预测模型，所述预测模型由两个门控循环单元和一个密集层循环网络组成，所述预测模型构建的设置参数为输入形状、门控循环单元大小、正则化技术、优选器选择和损失函数，c)训练模型，采用训练集数据进行模型训练获得训练后模型，d)评估模型，所述评估模型包括采用均方根误差和平均绝对误差评估训练后模型在测试集的表现，根据评估结果进行优化最终获得优化后模型，所述优化主要采取的措施为调整参数，e)采用优化后的模型对下一个时间间隔的数据进行预测获得预测值；

所述预警的具体实施包括依据设定好的预警值和预测值，如果预测值超过了预警值，则发出预警，采用变形控制方法对变形进行控制，如果预测值没有超过预警值，则维持现状并不需要采用变形控制方法；

S104，变形控制方法：所述变形控制方法，包括加强支护结构、调整开挖顺序和控制排水，所述加强支护结构包括在现有基础上增加支护结构以保证基坑的稳定性，所述调整开挖顺序包括对开挖顺序进行调整和减缓减慢开挖深度以减少变形量和变形速率，所述控制排水包括加强基坑排水系统，以减少地下水的影响最终达到减少变形的目的，所述加强基坑排水系统包括在基坑底部设置更多的排水孔和在基坑周边设置更多的排水沟槽达到降低水位的目的。

本发明的有益效果是:

相对于现有技术，本发明为一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法，具有较高的安全性和施工效率、周围环境影响小、成本低等优点。

附图说明

图1：为本发明的一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，相对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为本发明提出一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法流程图，该流程图包括内容如下。

S101，支护结构设计：所述支护结构设计，包括所述支护结构设计包括两个方面，分别为水平支撑的设计和竖向支撑的设计，所述水平支撑的设计包括锚索，所述竖向支撑的设计包括基坑支护桩，所述基坑支护桩采用混凝土灌注桩；

S102，变形监测方法：所述变形监测方法，包括在针对支护结构布置监测点位对基坑支护的变化参数进行测量，所述监测点位布置在桩顶和基坑周边，所述监测点位根据监测目的的不同，监测点位分为地表沉降监测点、支护桩水平位移监测点、支护桩竖向位移监测点和基坑水位监测点；

S103，变形监测预警方案：所述变形监测预警方案，包括预警值的设定、预测值的获取和预警的具体实施，所述预警值的设定包括对监测点位每日变形量和总变形量设置预警值，所述预测值的获取包括采用预测模型针对每个监测点位的历史数据进行学习以获得下一个时间间隔的预测值，所述预测模型的构建方法为：a)数据准备，收集监测点的数据，对缺失值进行插补，所述插补方法采用均值插补法，对数据进行调整规划为时间-位移的形式，并且将前80％数据分为训练集以及后20％数据为测试集，b)构建预测模型，所述预测模型由两个门控循环单元和一个密集层循环网络组成，所述预测模型构建的设置参数为输入形状、门控循环单元大小、正则化技术、优选器选择和损失函数，c)训练模型，采用训练集数据进行模型训练获得训练后模型，d)评估模型，所述评估模型包括采用均方根误差和平均绝对误差评估训练后模型在测试集的表现，根据评估结果进行优化最终获得优化后模型，所述优化主要采取的措施为调整参数，e)采用优化后的模型对下一个时间间隔的数据进行预测获得预测值；

所述预警的具体实施包括依据设定好的预警值和预测值，如果预测值超过了预警值，则发出预警，采用变形控制方法对变形进行控制，如果预测值没有超过预警值，则维持现状并不需要采用变形控制方法；

S104，变形控制方法：所述变形控制方法，包括加强支护结构、调整开挖顺序和控制排水，所述加强支护结构包括在现有基础上增加支护结构以保证基坑的稳定性，所述调整开挖顺序包括对开挖顺序进行调整和减缓减慢开挖深度以减少变形量和变形速率，所述控制排水包括加强基坑排水系统，以减少地下水的影响最终达到减少变形的目的，所述加强基坑排水系统包括在基坑底部设置更多的排水孔和在基坑周边设置更多的排水沟槽达到降低水位的目的。

在上述实施例中，本发明公开了一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法，包括支护结构设计、变形监测方法、变形监测预警方案和变形控制方法；；本发明提出的一种超深基坑开挖施工的支护结构及其变形控制方法，具有较高的安全性和施工效率、周围环境影响小、成本低等优点。

以上所述为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。