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本文作者：紀新博1趙文1李慎剛1周作順2作者單位：1東北大學2天津市市政工程設計研究院

隔離樁參數(shù)優(yōu)化正交試驗

目前的圍護設計理論中對隔離樁的設計尚無明確計算理論．在采用隔離樁進行阻隔過程中影響隔離效果的因素有很多，要同時作全面的因素分析是不可能的，也是不必要的．本文結(jié)合本工程的實際情況，根據(jù)重要性選取隔離樁長度、隔離樁縱向間距和隔離樁距隧道距離為3個最主要因素進行研究(表3)．這里有3個因素，每個因素4個水平，選用L16(45)表安排數(shù)值試驗的試驗方案，需要進行16次試驗，為完全試驗工作量43=64次的四分之一．將3個因素依次排列在1，2，3列上，分別用A，B，C表示．排出的試驗方案和計算結(jié)果如表4所示．把4個水平試驗數(shù)據(jù)組合起來便會發(fā)現(xiàn)它們之間某些可比性，各因素對其他兩個指標的影響平均值列在表5中，因此A的極差Ri為Ai(i=1，2，3，4)中的最大值與最小值之差，它是評價因素對各指標影響的重要指標．通過計算極差得知，M2點豎向沉降和拱頂沉降為評價指標時，最佳參數(shù)方案為A4，B1和C1;支護結(jié)構(gòu)最大彎矩為評價指標時，最佳參數(shù)方案為A4，B1和C2．由各因素對各指標的影響因子比較(表6)得知，B因子(隔離樁樁間距)對各評價指標的影響在3個因子當中是最小的．表5中隔離樁距隧道距離越小，對于控制拱頂沉降和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力效果越好．所以綜合考慮選取的最佳樁參數(shù)為A4，B1和C1，即樁長33m，樁縱向間距0.5m和隔離樁距隧道1.5m．

隔離樁作用進一步分析

從以上的正交試驗可以得知，在樁的其他參數(shù)一定的條件下，減少隔離樁與隧道之間的距離對隔離效果更有益．在施工場地范圍允許的條件下，隔離樁施工應該盡量靠近隧道，這樣對周圍建筑的保護較好．樁長對隔離效果影響在3個因子中是最大的，但是實際工程中應該結(jié)合工程造價綜合考慮．經(jīng)過正交有限元計算，本工程選取優(yōu)化的樁參數(shù)組合:樁長33m，樁縱向間距0.5m和隔離樁距隧道1.5m，運用有限元軟件進行模擬．由圖3可知，建筑基礎處地表沉降最大，在距離M1點6m處(隔離樁打設位置)地表沉降較小，說明隔離樁能適當?shù)販p少既有建筑對隧道產(chǎn)生的偏壓，對變形有一定的控制作用．在距離M1約5m處，地表沉降有一定增長，對應于圖3拱頂箭頭處斜上方地表處，在隔離樁控制范圍內(nèi)，該地表處沉降最大．越過隔離樁打設位置，地表沉降逐漸增加．