钻孔灌注桩基坑支护结构参数优化设计
浅谈钻孔灌注桩及内支撑支护技术在超大型深基坑中的应用
（） ２ 设置栈桥 使土方开挖省时省力
本 工 程 基 坑 最 大 开 挖 深 度 为 １ ｍ， 坑 面 积 约 ２ ０ ０平 ５ 基 ３０
方米 ， 属超大 、 较深 基坑 ， 本工程 的土方开挖 的总原 则是严格 执行“ 分层分段 、 留土护 壁 、 限时开挖支撑 ” ，同时在土方开挖
过 程 中 ， 循 以下 原 则 ： ’ 遵 １土 方 分 层 开 挖 。坑 内 土 方 开 挖 时 ， 方 边 坡 不 陡 于 １ ） 土 ：
级 Ｃ ５水 泥搅 拌桩水 泥 掺人 量不 小 于 ２ （ ２； ｏ 水泥 与 土重 量
比） 水泥浆水灰 比为 ０ ６ ． 之 间， ， ． ～Ｏ ８ 支撑 构件冠梁 （ ） 腰 ＧＬ 、 梁（Ｌ 、 Ｙ ） 支撑构件 （ Ｃ、 Ｌ、 Ｊ 的混凝土标号均为 Ｃ ０ Ｚ Ｌ ＢＣ） ３。
３ 防止将工程 桩和支承桩推移 。 ，
写字 楼位于福州市台江 区 ， 江南路 以东 。写 字楼工程 结构 连
形式 为框 架剪力墙结构 ， 总建筑 面积为 １ ４ ４ ．４平方米 ， ８９４４ 其 中上 部建筑 面积 为 １ ６ ５ ． ４平 方 米 ， 下 室建 筑 面 积 为 ４０ ４ ５ 地
３８ ９ ９平 方 米 ， 字 楼 主 楼 地 上 ２ ８８． 写 ７层 、 房 ５层 ， 下 三 裙 地 层 。本 工 程 基 坑 占地 面 积 约 为 ２ ０ ０平 方 米 ， 超 大 超 深 基 ３０ 属
补 给 方 式 主要 径 流 方 向
根据勘察施工 期 间钻 孑 内水位 观测 与各 岩土 层性 状 分 Ｌ 析， 场地地 下水 主要 有以下两种类型 ： 上层滞水及 中部孔隙型 承压含水 ， 地质情况 多为粉砂 类及 细砂类淤泥土质 ， 具体 地质 情况及主要物理力学性质指标见表 １ 。
浅谈基坑支护优化设计
浅谈基坑支护优化设计基坑是指在土方开挖中，由于地质条件、深浅、容许变位附近建筑物的限制等因素，须采取措施保证开挖坑壁的稳定和周围建筑物的安全的一种工程措施。
基坑支护优化设计就是通过对基坑支护方案进行合理优化，以达到最佳的工程效果和经济效益。
在进行基坑支护优化设计时，首先要考虑的是基坑的周围环境和地质条件。
不同地质条件下的基坑支护方案会有所差异。
在软弱地质条件下，可以采用钢支撑或预应力锚杆进行支护，而在硬壁岩石地层中，则可以考虑采用爆破或喷射锚杆进行支护。
在进行基坑支护优化设计时，要充分了解和分析基坑周围的地质情况，选择合适的支护方案。
要考虑基坑支护的持久性和稳定性。
基坑支护的持久性是指基坑支护结构在使用寿命内能够保持稳定的能力。
而稳定性则是指基坑支护结构在施工和使用过程中不会发生破坏和变位的能力。
为了保证基坑支护的持久性和稳定性，可以采用增加地下连续墙的厚度和深度、加强边坡支护等措施，提高支护结构的稳定性。
基坑支护优化设计还要考虑施工的经济性。
施工成本是一个重要因素，因此在进行基坑支护优化设计时，要尽量选择经济合理的施工方案。
在选择支护材料时，可以根据实际情况选择性价比较高的材料，或者通过合理的设计减少材料的使用量，以降低施工成本。
基坑支护优化设计还要考虑施工的安全性。
基坑支护施工是一项复杂的工程，需要做好施工安全措施，确保施工过程中不会发生事故。
在基坑支护优化设计中，可采用一些安全措施，如设置防护栏、加强对施工人员的培训等，以确保施工的安全性。
基坑支护优化设计是一个综合考虑地质条件、支护持久性、施工经济性和施工安全性的过程。
通过合理的优化设计，可以提高工程的效果和经济效益，保证基坑支护工程的顺利进行。
浅谈基坑支护优化设计
浅谈基坑支护优化设计基坑支护是土木工程中常见的一项施工技术，主要用于保障基坑的稳定和安全。
在施工过程中，基坑支护优化设计是非常重要的环节，可以有效提高施工效率和质量。
本文将从设计参数的选择、支护结构的优化以及施工工艺的改进等方面进行浅谈。
在基坑支护优化设计中，设计参数的选择十分关键。
设计参数的合理选择可以保证支护结构的稳定和安全。
基坑深度、土壤的力学性质、地下水位等因素都会对基坑支护结构的设计产生影响。
在选择参数时，需要充分考虑这些因素，结合具体工程情况进行综合考虑，确保设计的合理性。
支护结构的优化也是基坑支护优化设计的重要内容。
常见的基坑支护结构有钢支撑、桩墙、挡土墙等。
在设计过程中，可以通过调整支撑的形式、布置方式和材料选择等措施来优化支护结构。
在设计过程中可以根据基坑深度和周围环境条件，选择合适的支撑形式，如采用钢架支撑或钢筋混凝土支撑，以提高整体的稳定性。
对于一些特殊情况下的基坑支护设计，也可以采用一些创新的支护结构。
在狭窄空间条件下，可以采用臂架式的支撑结构；在需要进行地下连续墙施工的情况下，可以采用锚杆与支墙结合的方式来优化支护结构。
通过这些创新的支护结构设计，可以提高基坑支护的稳定性和工作效率。
基坑支护的施工工艺也是影响整体效果的一个重要因素。
在施工工艺上的改进可以进一步提高基坑的支护效果。
在支撑结构的施工过程中，可以采用预制装配式支撑体系，通过提前制作好的模块进行安装，可以提高整个施工过程的效率和质量。
在施工过程中还应加强工地管理，合理调配施工人力和机械设备，保证整个支护施工过程的顺利进行。
基坑支护结构优化设计探讨
图 ２
优 化 后 的 冠 梁 结 构 示 惹 图
２ ． ３ 支护 结构 连接优 化设计 图 ４中选 择 工 字钢 作 为 连 系梁 ， 且 工 字钢 放 在 格 构柱 的一 边 ， 工字 钢 梁 及钢 支 撑 的 重量 对 格 构 柱
图３ （ ａ ） 中冠梁 与抗 浮 压 顶梁 分 开设 置 ， 原 意 是 设置 抗 浮压顶 梁后 凿 除 原 有 的 冠梁 ， 使 用抗 浮 压 顶
第２ ７ 卷第 １期 ２ ０ １ ３年 ２ 月
土 工 基 础
Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｅ ｎｇ ． ａ ｎｄ Ｆｏ ｕ ｎ ｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｌ ０１ ． ２７ Ｎ ０． １
Ｆ ｅ ｂ． ２ ０１ ３
基 坑 支 护 结 构 优 化 设 计 探 讨
孙 亚 飞
（ 中铁 上 海 设 计 院 集 团 有 限公 司 天津 分 院 ， 天津 ３ ０ ０ ０ ７ ３ ）
［ ４ ］ 罗少华 ， 等． 会展中心站基坑支护结 构设计 ［ Ｍ］ ． 天津 ： 中 铁 上
海 设 计 院 集 团 有 限 公 司 天津 分 院 ， ２ ０ ０ ９ ．
［ ５ ］ 刘 国彬 ， 王卫东． 基坑工程手册［ Ｍ］ ． 北京 ； 中 国 建 筑 工 业 出 版
社 ， ２ ０ ０ ９ ．
摘 要 ： 为 了在 基 坑 支护 结 构 设 计 中 达 到 “ 安全 、 经济、 易于施工” 的 目标 ， 对 设 计 中 一 些 常 见 结 点 的 连 接 构 造 进 行 了分析 ， 指 出其 不 合 理 之处 ， 并 提 出 了优 化 设 计 后 的结 点 连 接 构 造 ， 其不仅降低施工难度 ， 节约 材料 ， 而 且 有 效 的降 低了施工的风险 ， 可 为 同类 工 程设 计 提 供 参 考 和 借 鉴 。
深基坑支护结构设计的优化方法8篇
深基坑支护结构设计的优化方法8篇第1篇示例：深基坑支护是指在进行基坑开挖施工过程中为了防止地基塌方、保护周边建筑物和道路安全而采取的支护措施。
深基坑开挖和支护工程是城市建设中常见的施工项目，而深基坑支护结构设计的优化方法成为了工程领域中的研究热点。
深基坑支护结构设计的优化方法包括多个方面，例如支护结构的选择、设计参数的优化、施工工艺的优化等。
在选择支护结构时，需要考虑地下水位、土质情况、周边建筑物、施工工艺等因素，以便选择最合适的支护结构类型。
设计参数的优化包括墙体厚度、支撑间距、钢筋配筋等参数的优化，以提高支撑结构的安全性和经济性。
而施工工艺的优化可以通过优化施工顺序、采用先进的施工技术等手段来提高深基坑支护工程的施工效率和质量。
在深基坑支护结构设计的优化方法中，最重要的是要充分考虑地质条件和周边环境，以便选择最适合的支护结构类型。
还需要充分利用先进的计算机软件和施工技术，以实现对设计参数和施工工艺的优化。
通过系统的研究和实践，不断改进深基坑支护结构的设计和施工方法，可以有效提高支护结构的安全性和经济性，为城市建设提供更可靠的保障。
在深基坑支护结构设计的优化方法中，需要充分考虑地质条件和周边环境。
地质条件主要包括土质情况、地下水位和地表荷载等因素。
土质情况对支护结构的稳定性和变形有着直接影响，需要通过地质勘察和试验数据来评价土的承载力和变形特性。
地下水位对基坑开挖和支护工程的施工和稳定性都有很大影响，需要根据地下水位情况选择适当的支护结构类型和设计参数。
地表荷载主要包括来自道路、建筑物、地铁等周边结构的荷载，需要通过结构分析和计算来评价其对支护结构的影响。
在选择支护结构类型时，需要充分考虑地质条件和周边环境因素。
深基坑支护结构种类繁多，包括钢支撑、混凝土墙、挡墙、桩墙等各种类型，需要根据具体的地质条件和施工要求来选择最适合的支护结构类型。
钢支撑结构适用于较宽的基坑和较小的变形要求，能够快速安装和拆除，适合于快速施工的项目；混凝土墙结构适用于较深的基坑和较大的变形要求，能够提供较大的稳定性和承载力，适合于长期固定的项目；桩墙结构适应于较软的土层和需要较高的承载能力和变形控制的项目，能够提供较好的抗浪涌能力，适合于复杂环境下的项目。
钻孔灌注桩的优缺点及其支护效果的影响因素
工程施工钻孔灌注桩的优缺点及其支护效果的影响因素孙伟［天津泰丰工业园投资（集团）有限公司，天津，300457］摘要:文章阐述了基坑支护结构的基本情况；分析了钻孔灌注桩施工工艺；探讨了钻孔灌注桩的优点和缺点；提出了影响钻孔灌注桩支护效果的因素，以期为相关工作提供参考。
关键词:钻孔灌注桩；支撑；基坑中图分类号:TU753.3文献标志码:A文章编号:1671-9344(2020)01-0051-01DOI :10.12203/j.xclxzs.1671-9344.202001039作者简介：孙伟（1977—），男，汉族，河北青县人，工程师，硕士。
研究方向：工程施工。
在城市里开展工程建设、开挖地下室时，往往面临周边建筑物、市政道路、地下管线设施比较密集的情况，通常会采取适当的基坑支护措施。
钻孔灌注桩加支撑的方式是适用性比较强的一类围护结构形式，由于成桩工艺可选择范围大，可被广泛应用到各类深浅基坑工程中。
常用的支护结构中，墙式的包括地下连续墙、水泥土重力式挡墙、土钉墙等，桩式的包括钻孔灌注桩、预制矩形桩、SMW 工法桩等。
支撑方面，则有不设支撑的悬壁式、斜撑、单道或多道水平支撑以及锚杆锚索等不同方式。
地下连续墙由于造价高、工期长，一般多用在超深基坑、地铁车站基坑等项目中。
重力式挡墙、土钉墙以及锚杆锚索等方式，具有施工工艺简单、施工便捷、造价相对低等优点，但在城市复杂环境下的基坑以及软土地区较深基坑中应用容易受到限制。
1基坑支护结构基坑支护结构是由围护结构（具有挡土、止水帷幕功能）和支锚体系（维持围护结构受力平衡）两部分构成，其中支锚体系一般包括内支撑体系与锚杆体系。
基坑工程分析与设计中，最重要的就是确定围护结构及支撑体系的形式及相关参数。
在基坑开挖的过程中，经常需要采用混凝土支撑或临时钢支撑对围护结构进行支护。
混凝土支撑系统布置方式灵活，布置形式多样，特别适用于平面形状不规则或形状复杂的基坑。
2钻孔灌注桩施工工艺软土地区基坑中，采用桩加内支撑方案时，更普遍更常用的桩型为钻孔灌注桩。
深基坑支护结构设计的优化方法8篇
深基坑支护结构设计的优化方法8篇第1篇示例：深基坑支护结构设计的优化方法随着城市建设的不断发展，深基坑工程在城市建设中扮演着重要的角色。
深基坑工程是指地下结构物深度超过一定范围，需要对周边土体进行支护和加固的工程。
在深基坑工程中，基坑支护结构设计的优化是提高工程施工效率和确保工程安全的关键。
本文将从不同的角度探讨深基坑支护结构设计的优化方法。
在深基坑工程中，基坑支护结构设计的基本原则是保证工程施工的安全性和稳定性。
基坑支护结构设计的基本原则包括以下几点：1. 根据地质条件确定支护结构类型：在进行基坑支护结构设计时，首先要根据地质勘察结果确定地下结构的地质条件，包括土层性质、地下水位等信息，以选择合适的支护结构类型。
2. 合理确定基坑支护结构的深度：基坑支护结构的深度应根据周边土体的承载能力和基坑深度等因素综合考虑，避免过度挖掘导致地基沉降或支护结构失稳。
3. 选择合适的支护材料和施工工艺：基坑支护结构设计应根据具体情况选择合适的支护材料和施工工艺，确保支护结构的稳定性和耐久性。
2. 地下水位控制：地下水位是影响基坑支护结构稳定的重要因素，过高的地下水位容易导致基坑支护结构失稳。
在基坑支护结构设计中需要采取有效的地下水位控制措施，如井点降水、深井抽水等。
3. 优化支护结构类型：在进行基坑支护结构设计时，应根据地质条件和基坑深度选择合适的支护结构类型，如横向支撑结构、嵌岩支护结构等，避免因支护结构类型选择不当导致工程事故。
4. 采用新型支护材料：随着科技的发展，新型支护材料的不断推出，如钢筋混凝土、高分子材料等，这些新型支护材料具有更好的抗压强度和耐用性，可以提高基坑支护结构的稳定性和安全性。
5. 结构优化设计：在进行基坑支护结构设计时，可以采用计算机模拟分析等方法，对支护结构进行优化设计，提高支护结构的承载能力和稳定性，减少施工成本和工程周期。
三、总结深基坑支护结构设计的优化是保障工程安全和提高施工效率的关键。
钻孔灌注桩基础基坑支护工程水下混凝土灌注方法
钻孔灌注桩基础基坑支护工程水下混凝土灌注方法1、水下混凝土灌注材料及配合比要求：（1）、水下灌注的混凝土具有良好的和易性，其配合比先通过试验确定，坍落度为180～220mm。
（2）、细骨料选用级配良好的中至粗砂，混凝土拌和物中的砂率控制在40～50%；（3）、粗骨料碎石，其粒径不得大于40mm 。
（4）、水下混凝土掺适量外加剂。
2、导管：导管的内径为250mm，每节长度一般2m。
导管采用法兰盘连接或插装（活接头）式螺母连接以及快速插接接头连接，橡胶“O”型密封圈或厚4～5mm的橡胶垫圈密封，严防漏水。
采用法兰盘连接时，法兰盘的外径宜比导管外径大100mm左右，法兰盘厚宜12～16mm，在其周围对称设置的连接螺栓孔不宜少于6个，连接螺栓直径不宜小于12mm。
法兰盘与导管采用焊接时，法兰盘面应与导管轴线垂直，在法兰盘与导管联接处宜对称设置与螺栓孔数量相等的加可筋以加强其联接。
3、灌注水下混凝土注意事项：灌注混凝土时，采用吊车、灌注平台和桩机辅助方式灌注，具体情况视场地和桩的密集程度，确定采用哪种方式。
一般情况下当桩密集或场地拥挤时，采用桩机辅助方式。
现场配备满足不同初灌量1.0～2.0m3料斗。
导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。
导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为300～500mm。
导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，隔水塞应用8号铁丝系住悬挂于导管内水面以上50～300mm处。
首浇混凝土量（初灌量）须保证混凝土埋管（导管和套管）深度不少于1.0米。
确认首浇量备足后，即可剪断铁丝，灌入首批混凝土。
同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。
首批混凝土灌注正常后，应紧凑地、连续不断地进行，严禁中途停工。
灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。
基坑支护方案优化研究及其应用
基坑支护方案优化研究及其应用随着城市化进程的加快，建筑行业得到了迅速的发展。
在这个背景下，基坑支护技术的优化变得尤为重要。
本文将介绍基坑支护方案优化的必要性、当前存在的问题以及优化方案等内容，旨在推动建筑行业的可持续发展。
基坑支护是建筑工程中重要的一环，其质量直接关系到整个工程的安全性。
传统的基坑支护方案往往缺乏针对性，不能满足复杂多变的地质和环境条件。
因此，对基坑支护方案进行优化势在必行。
优化基坑支护方案不仅可以提高工程质量，降低工程风险，还能有效缩短工期，减少成本投入。
同时，这也有助于提高建筑行业的整体水平，推动我国建筑事业的蓬勃发展。
地质勘察不细致：地质勘察是制定基坑支护方案的基础，但当前部分工程的地质勘察不够细致，导致对地质条件的了解不足，从而影响支护方案的可靠性。
支护结构不合理：部分工程的支护结构未充分考虑实际情况，导致支护效果不佳。
例如，支护桩的长度不足或直径过小，都会影响支护结构的稳定性。
设计与施工脱节：在设计过程中，有时会出现设计与施工脱节的情况，导致施工难度加大，甚至影响工程质量。
例如，设计中的锚杆参数与实际施工条件不符，会给施工带来很大的困难。
加强地质勘察：对地质勘察工作提出更高的要求，确保对地质条件有充分的了解。
在进行地质勘察时，应选择有经验的勘察单位，并使用先进的勘察设备和技术，以确保数据的准确性和可靠性。
优化支护结构：根据实际情况，选择合适的支护结构形式，并确定合理的结构参数。
例如，对于深度较深的基坑，可采用桩锚支护或地下连续墙支护等形式，以确保支护结构的稳定性和可靠性。
加强设计与施工的衔接：在设计过程中，应充分考虑施工条件和实际情况，确保设计方案具有可实施性和可靠性。
同时，在施工过程中，应严格按照设计要求进行施工，确保工程质量。
详细了解工程地质条件，包括土层分布、岩土性质、地下水情况等。
根据工程实际需要，选择合适的支护结构形式，并进行详细的结构设计。
在施工过程中，严格按照设计要求进行施工，并对施工过程进行全面监控，确保工程质量。
设计采用钻孔灌注桩支护计算书
设计采用钻孔灌注桩支护计算书一、工程概况本次工程位于_____，周边环境较为复杂，场地地势起伏不大。
该工程为_____建筑，地上_____层，地下_____层，基础埋深_____m。
为确保基坑开挖及地下结构施工过程中的安全稳定，拟采用钻孔灌注桩进行支护。
二、地质条件根据地质勘察报告，场地土层自上而下依次为：1、填土：厚度约_____m，松散，主要由粉质黏土组成。
2、粉质黏土：厚度约_____m，可塑，承载力特征值为_____kPa。
3、粉土：厚度约_____m，稍密，承载力特征值为_____kPa。
4、粉砂：厚度约_____m，中密，承载力特征值为_____kPa。
地下水位埋深约_____m，年变化幅度约_____m。
三、支护方案钻孔灌注桩直径为_____mm，桩间距为_____m，桩长为_____m。
桩顶设置冠梁，截面尺寸为_____×＿____mm。
四、计算参数1、土的物理力学参数填土：重度γ1 ＝＿___kN/m³，内摩擦角φ1 ＝＿___°，黏聚力 c1 ＝＿___kPa。
粉质黏土：重度γ2 ＝＿___kN/m³，内摩擦角φ2 ＝＿___°，黏聚力 c2 ＝＿___kPa。
粉土：重度γ3 ＝＿___kN/m³，内摩擦角φ3 ＝＿___°，黏聚力 c3 ＝＿___kPa。
粉砂：重度γ4 ＝＿___kN/m³，内摩擦角φ4 ＝＿___°，黏聚力 c4 ＝ 0kPa。
2、桩的参数桩的弹性模量 E ＝＿___MPa。
桩的抗弯刚度 EI ＝＿___kN·m²。
3、地面超载 q ＝＿___kN/m²。
五、土压力计算采用朗肯土压力理论计算主动土压力和被动土压力。
1、主动土压力系数 Ka填土：Ka1 ＝tan²(45° φ1/2) ＝＿___粉质黏土：Ka2 ＝tan²(45° φ2/2) ＝＿___粉土：Ka3 ＝tan²(45° φ3/2) ＝＿___粉砂：Ka4 ＝tan²(45° φ4/2) ＝＿___2、被动土压力系数 Kp填土：Kp1 ＝ tan²(45°＋φ1/2) ＝＿___粉质黏土：Kp2 ＝ tan²(45°＋φ2/2) ＝＿___粉土：Kp3 ＝ tan²(45°＋φ3/2)＝＿___粉砂：Kp4 ＝ tan²(45°＋φ4/2) ＝＿___3、各土层的主动土压力填土：ea1 ＝Ka1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉质黏土：ea2 ＝Ka2γ2h2 ＋Ka1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉土：ea3 ＝Ka3γ3h3 ＋Ka2γ2h2 ＋Ka1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉砂：ea4 ＝Ka4γ4h4 ＋Ka3γ3h3 ＋Ka2γ2h2 ＋Ka1γ1h1 ＝＿___kN/m²4、各土层的被动土压力填土：ep1 ＝Kp1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉质黏土：ep2 ＝Kp2γ2h2 ＋Kp1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉土：ep3 ＝Kp3γ3h3 ＋Kp2γ2h2 ＋Kp1γ1h1 ＝＿___kN/m²粉砂：ep4 ＝Kp4γ4h4 ＋Kp3γ3h3 ＋Kp2γ2h2 ＋Kp1γ1h1 ＝＿___kN/m²六、桩的内力计算采用等值梁法计算桩的内力。
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钻孔灌注桩基坑支护结构参数优化设计
钻孔灌注桩基坑支护结构参数优化设计
摘要：将遗传算法用于基坑地下连续墙支护优化设计中，通过编辑自动计算程序对地下连续墙支护结构参数优化。
算法全部约束均按基坑相关规范要求给出，通过工程实例和监测结果证明该优化设计方法有效性。
关键词：钻孔灌注桩;基坑支护;遗传算法;优化设计
Abstract: The genetic algorithm is used for excavation of underground continuous retaining wall optimization design, by editing the automatic calculation program of underground continuous wall supporting structure parameters optimization. Algorithm of all constraints is requirements of related codes are given according to the foundation; through the project example and the results prove the validity of the optimization design method.
Key words: bored pile; foundation pit; genetic algorithm; optimization design
中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：
深基坑支护结构随着城市化建设大量出现，同时支护选型和设计极为保守造成浪费，如何选取合理设计基坑同时保障基坑及周围环境安全前提下使工程造价最低是工程设计最关心的问题，所以深基坑支护结构优化设计具有显著技术经济意义。
深基坑支护优化设计设计参数复杂，目标函数与设计参数之间的关系是复杂的非线性关系[1]，神经网络遗传算法是具备智能性、全局优化性和内在学习性等特点一种优化计算方法，可解决深基坑支护优化设计的非线性关系。
1 遗传算法基本原理
遗传算法采用编码的技术，效仿了生物物种由低级到高级的进化过程，从初始种群开始，采取“优胜劣汰，适者生存” 的自然法则
对个体进行选择、交配、变异，进而产生新一代种群，重复逐代演变进化，直到产生出满足条件要求的个体为止，它是基于种群的智能优化法的一种。
遗传算法具有智能性、全局优化性和隐含并行性三个特点。
遗传算法具有智能算法中的自适应、自组织和自学习等特点，由于交叉算子的作用，使得搜索方向集中在空间中期望值最高的部分，同时由于变异算子的作用，确保了群体的多样性，防止了搜索被引导到局部最优。
遗传算法具有潜在的并行性，由于搜索过程是同时从多个点出发，使得这种多智能体的协作过程是异步并发进行的，同时搜索解空间内的多个区域，相互交流信息，这种分布式并行模式大大提高整个算法的快速反应能力和运行效率。
除此之外，遗传算法还具有通用性、内在学习性、多解性、非定向性等特点，这些特点使遗传算法在实际的工程优化中，得到了很大范围的应用。
遗传算法常用步骤如下：①目标函数确定；②根据约束条件生成解的初始成员种群；③译码染色体使其适合评价并给予适应值；④以根据优胜劣汰，去掉适应值差的染色体，并按概率随机选择幸存的染色体进行复制形成新的群体；⑤根据概率随机选择染色体进行杂交和变异的操作；⑥对子代群体重复步骤③-⑤的操作，不断进行遗传进化，让种群平均适应值和最优个体提高，直到适应值趋于稳定，即完成最优参数。
2 数学模型的建立
某工程基坑支护采用钻孔灌注桩，本文以三层钢支撑形式为例进行数学模型。
2.1优化参数的选取
根据优化参数的选取原则，将钻孔灌注桩支护结构[2]中的桩径D、支撑位置m、嵌固深度hd、桩间距S作为优化参数变量，而将混
凝土强度等级、配筋方式、钢筋等级、直径和土层计算参数等变量均作为设计参量预先固定下来，则变量空间为：X=[hd,D,m1,m2,m3,S]T hd ∈[0.5h , 1.5h] D ∈[0.6 ,1.2]S∈[0.5D , 2.5D]
m1∈[0.1h , h-hs′] m2∈[m1+hs, h-hs′ ]m3∈[m2+hs,
h-hs′ ]
其中：hs′为最后一道支撑与基坑底的最小间距；hs为钢支撑竖向的最小间距； S指的是两个桩之间的中心距；h为基坑的开挖深度。
将所求解空间X=[hd,D,m1, m2,m3,S]确定每个变量的精度后，利用二进制编码对所求变量的解空间进行转换，形成初始种群。
2.2约束条件处理
用构造罚函数的方法处理约束条件，采用，：
若>0,;若≤0，则；而，定义为违反系数，则上述约束问题转换成为了无约束问题，即：
式中：为原目标函数，称为惩罚后的目标函数，参数为惩罚因子，根据对所求解可行性的要求严格程度而定。
2.3适应度函数的确定
选取单位宽度的桩材料造价作为目标函数，即：
式中：h为基坑开挖的深度，hd为桩的嵌固深度，D为桩径，S 为桩间距。
选取适应度函数为：
式中：c为系数常量，用以调整适应值的区间，通常取值为
100-1000，显然的值越大，该母体越优。
2.4收敛判别
选择下式作为收敛判别准则：（是一个充分小正数），如果满足了收敛判别，则输出结果，否则重复计算。
优化程序的实现是基于MATLAB语言，首先编写遗传算法的运算函数，其中包括了编码、适应度评判、选择、交叉、变异、解码等运算，函数调用了先前编制好的围护结构内力和变形计算的函数，为了便于了变量的输入输出，利用生成界面的GUI函数，编写了参量输入界面、优化运行和结构计算界面。
3 工程概况
浙江杭州市区某车站基坑工程[3]，基坑平均深度为14.6m，按照建筑基坑支护，本车站基坑支护工程安全等级为一级。
综合本站周
边环境、地质条件和工程造价等，基坑主体围护结构采用钻孔灌注桩，钻孔桩选用循环钻施工。
本区间地下水埋深为1.3-2.8m，主要为上层滞水，地下水位不连续，水文地质条件较简单。
3.1 计算参数选取
钻孔灌注桩采用为C30，桩径1300m。
围护结构的水平受力体系采用钢管内支撑方案，设三道内支撑，采用Φ600，t=16的钢管支撑，钢管材料采用Q235钢，结构设计时应根据结构类型，按结构整体和单个构件可能出现的最不利情况进行组合，依相应的规范要求进行计算，并考虑施工过程中荷载变化情况分阶段计算。
各土、岩层物理力学指标见表1。
表1 土、岩层物理力学指标
3.2 优化结果与分析
通过程序自动计算，优化结果表明，围护桩的嵌固深度和桩间距的对改变，对设计结果具有较为大的影响，在桩径不变的情况下，嵌固深度的变小和桩间距的增大，都会使得围护结构的上部水平位移和弯矩有所增大，但通过改变支撑的位置和支撑的预加轴力，可以保证围护结构的位移满足规范要求的允许值，优化结果显示：墙体的最大弯矩比原设计增加了14.4%，墙体的最大剪力增加了19.2%，但都在设计允许值之内。
而造价比原设计降低了17.4%，因此优化结果是比较理想的。
根据优化后的支护结构参数计算所得围护结构变形和受力优化结果对比见表2：
表2 优化结果对比表
4 结语
通过工程实例证明遗传算法能够对基坑支护进行优化设计，具有经济效益，自动化计算程序在工程实践中更具有应用价值。
参考文献
[1]李云安.深基坑工程变形控制优化设计及其有限元数值模拟
系统研究:博士学位论文[A].武汉:中国地质大学,2000.
[2]刘建航,侯学渊主编.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业
出社,1997.75~321.
[3]吴玺.沉管灌注桩和钻孔灌注桩的组合应用研究[ J].山西建筑,2010,36(9):87-89.
作者简介：赵京江（1982-），男, 工程师，广东省江门市529000 ------------最新【精品】范文。