淺析深基坑變形監(jiān)測與變形預(yù)測

田強(qiáng)

摘要：深基坑變形監(jiān)測與變形預(yù)測在深基坑工程中是非常重要的，會受到開挖技術(shù)等的影響，結(jié)構(gòu)的頂部極有可能會產(chǎn)生水平位移的現(xiàn)象。這樣就會造成一定的安全隱患，而且隨著時間的逐漸推移相應(yīng)的曲線效應(yīng)也會發(fā)生了變化，在這樣的情況下，就需要進(jìn)行深基坑變形監(jiān)測與變形預(yù)測。

關(guān)鍵詞：深基坑；變形監(jiān)測；變形預(yù)測

我國城市化建設(shè)在逐漸的加快，建筑行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，深基坑工程的數(shù)量也在逐漸的增加，在深基坑施工的過程中，必須要重視相應(yīng)的細(xì)節(jié)規(guī)劃，做好監(jiān)測與變形預(yù)測工作，這樣才能夠有效地避免安全事故的發(fā)生，保證整個流程的規(guī)范性。本文就是對深基坑變形監(jiān)測與變形預(yù)測進(jìn)行分析，為相關(guān)的研究提供借鑒。

一、深基坑變形監(jiān)測

（一）深基坑變形監(jiān)測的主要原理。在進(jìn)行深基坑施工的過程中，必須要結(jié)合相關(guān)的道路設(shè)施和建筑設(shè)施來進(jìn)行施工，保證其周邊建筑物的安全穩(wěn)定。監(jiān)測系統(tǒng)必須要全面地對周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，能夠準(zhǔn)確的掌握其受力變形情況和內(nèi)部土體性質(zhì)的變化。在施工的過程中，還要最大限度的滿足機(jī)械處理的要求，按照相應(yīng)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行機(jī)械的處理，滿足深基坑施工的安全性?；咏Y(jié)構(gòu)的相應(yīng)沉降標(biāo)準(zhǔn)在監(jiān)測的過程中，必須要重視對觀測點(diǎn)設(shè)置和周邊位置的監(jiān)測，監(jiān)測的儀器也要使用測微儀，這樣才能夠進(jìn)行綜合的分析。深基坑工程在進(jìn)行變形監(jiān)測的過程中，主要包括兩個方面的內(nèi)容：一方面是沉降監(jiān)測。在對基礎(chǔ)沉降進(jìn)行監(jiān)測的過程中一定要嚴(yán)格的按照相應(yīng)的規(guī)范要求進(jìn)行，在監(jiān)測的過程中，一定要利用相同的設(shè)備和固定的線路來對同一位置進(jìn)行監(jiān)測，這樣就能夠最大限度的減少相應(yīng)的監(jiān)測誤差，使監(jiān)測數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確。

（二）對基坑結(jié)構(gòu)監(jiān)測結(jié)果的相關(guān)研究。在對實(shí)際的位置進(jìn)行監(jiān)測的過程中，對獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)要進(jìn)行相應(yīng)的整理，與基坑的沉降效果結(jié)合來制作曲線分布圖，對于時間作用和深度效應(yīng)的綜合標(biāo)準(zhǔn)也必須要在相應(yīng)的曲線圖中有所體現(xiàn)。相關(guān)人員在監(jiān)測的過程中，要每隔三天進(jìn)行一次曲線圖的繪制，這樣才能夠順利的對基坑結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，獲取準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果，對于后期的研究有著重要的參考價值。除此之外，還要對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)和具體的規(guī)模進(jìn)行衡量，如果出現(xiàn)問題就要及時的采取補(bǔ)救的措施，避免出現(xiàn)更大的安全事故。支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部成像效果在研究的過程中，對于所引起的地下水位的變化有著比較靈敏的沉降反應(yīng)，相關(guān)的結(jié)構(gòu)施工標(biāo)，必須要根據(jù)具體的機(jī)械控標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行制定，還要充分的展現(xiàn)出止水帷幕措施的效果，這樣才能夠達(dá)到相關(guān)方案的要求。按照相應(yīng)曲線圖的曲線形狀以及曲線斜率的變化情況來對標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行確定，這樣就能夠降低沉降的速率，即使在基坑開挖之后的沉降量變得較大，那么基坑的變形趨勢也會比較平穩(wěn)，這樣對于后期工作的開展是極為有利的。

二、變形預(yù)測

深基坑的變形預(yù)測可以利用灰色系統(tǒng)預(yù)測模型來進(jìn)行，灰色系統(tǒng)模型經(jīng)過了長期的發(fā)展，所研究的內(nèi)容也變得更加的豐富。深基坑在進(jìn)行變形監(jiān)測的過程中，灰色系統(tǒng)是非常明顯的，因此，可以利用灰色系統(tǒng)來進(jìn)行變形預(yù)測。在變形預(yù)測的過程中，需要對原始的時間序列進(jìn)行一定的累加，這樣就會形成一個新的時間序列。在對這一事件序列進(jìn)行研究的過程中需要利用一階線性微分方程來進(jìn)行，按照這種方法計算出來的時間序列是有著一定的規(guī)律的，時間序列呈現(xiàn)指數(shù)變化的，預(yù)測的精度是極高的。深基坑自身有著模糊性和非線性的特征，灰色系統(tǒng)理論將隨機(jī)量控制在一定的范圍內(nèi)，將這一隨機(jī)過程當(dāng)做是在一定時區(qū)和一定服務(wù)區(qū)所變化的一系列的灰色過程，在對這些數(shù)據(jù)序列進(jìn)行確定之后就可以進(jìn)行建模預(yù)測。但是實(shí)際的工作中是很難的，利用常規(guī)的數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行輸入與輸出關(guān)系的確定極為困難，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性和學(xué)習(xí)功能，這樣就對深基坑變形預(yù)測有著重要的影響，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系信息是不會被人為地主觀臆斷的，這樣就能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)出整個控制系統(tǒng)的輸出與輸入信息，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測精度也較高，使用的是GM（1，1）模型來進(jìn)行精度的檢驗(yàn)的。

本文以某地的基坑監(jiān)測項目所獲取的大量的實(shí)測數(shù)據(jù)為依托，引用本文所介紹的灰色模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型對基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比分析。本章所使用的實(shí)測數(shù)據(jù)主要來源于基坑周邊環(huán)境沉降、樁頂水平位移、土體深層水平位移監(jiān)測項目。分別應(yīng)用以上幾種模型對基坑周邊環(huán)境沉降、樁頂水平位移、土體深層水平位移進(jìn)行預(yù)測，所選取實(shí)測數(shù)據(jù)的監(jiān)測點(diǎn)為位于基坑?xùn)|側(cè)中部的D19號沉降監(jiān)測點(diǎn)、基坑?xùn)|側(cè)北部的X4號測斜孔、基坑北側(cè)東部的W12號樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)。

應(yīng)用所選取的三種預(yù)測模型對基坑周邊環(huán)境沉降進(jìn)行預(yù)測和分析，在具體操作中用到的沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于基坑?xùn)|側(cè)中部的D19號點(diǎn)。其中，對于灰色模型，本文主要建立等時距灰色GM（1，1）模型來對基坑的變形預(yù)測情況進(jìn)行研究。選用現(xiàn)場所獲取的沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)17期，每期時間間隔為四天，所應(yīng)用數(shù)據(jù)的日期范圍為2013年9月11日至2013年11月14日。在具體建模過程，選取前13期的監(jiān)測數(shù)據(jù)來設(shè)計GM（1，1）模型，最后應(yīng)用所建模型對剩下的四期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合預(yù)測，并對模型的后驗(yàn)差比值C進(jìn)行檢驗(yàn)，把獲得的預(yù)測結(jié)果與實(shí)際測量數(shù)值進(jìn)行對比，并作出分析。

應(yīng)用樣本數(shù)據(jù)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，應(yīng)用此模型對時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。經(jīng)研究，具體操作選用包括輸入層、隱含層及輸出層的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隱含層神經(jīng)元個數(shù)的確定是重中之重，通過反復(fù)進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)隱含層節(jié)點(diǎn)個數(shù)取為15時神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測效果較好。

結(jié)論：本文主要較為深入的研究了深基坑工程施工過程中的變形監(jiān)測及預(yù)測。通過對施工現(xiàn)場監(jiān)測所得到的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，參考最終的預(yù)測結(jié)果可以較為有效的對相關(guān)險情進(jìn)行預(yù)警并及時采取相應(yīng)的排險措施，以保證整個施工過程穩(wěn)定有序的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]何習(xí)平，華錫生，田林亞.基坑開挖引起的建筑物沉降多點(diǎn)灰色預(yù)測模型[J].路基工程.2007（04）

[2]李晶，吳啟勛.灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其應(yīng)用[J].計算機(jī)與應(yīng)用化學(xué).2007（08）

[3]李愛國，袁寶遠(yuǎn)，陳艷國，趙燕容，任麗芳.灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在深基坑位移預(yù)測中的應(yīng)用[J].人民黃河.2006（04）