[发明专利]一种注浆成型扩底桩桩径的优化测定方法

说明书

本发明涉及一种对注浆成型扩底桩桩径优化测定的方法，包括以下步骤：步骤一：影响扩底桩抗拔承载力的主要因素的确定；步骤二：注浆成型扩底桩最优扩径比的确定；步骤三：注浆成型扩底桩承载力BP神经网络模型的确定；步骤四：注浆成型扩底桩承载力BP神经网络模型参数的确定；步骤五：注浆成型扩底桩抗拔承载力与桩径关系曲线的确定；步骤六：注浆成型扩底桩桩径的确定。本发明的方法能够确切地模拟桩的受荷机理，得出的承载力与实测值误差小，为桩径设计提供了科学合理性依据，进而能够进行准确的桩径设计。

技术领域

本发明属于注浆成型扩底桩桩径的优化测定领域，具体涉及一种基于注浆成型扩底桩抗拔承载力BP神经网络预测模型进行桩径优化的测定方法。

背景技术

随着我国经济建设的发展，土地资源日益紧张，城市高层建筑迅速增多，近年来对土地资源的竞争逐步由地上转向地下，地下空间的开发利用成为当前工程设计的重要内容，特别是市政工程领域，由于土地征用、拆迁难度不断增大，各种地下设施(城市轨道交通、过江隧道、下沉式广场以及各类水池净化设施等)的开发和利用更是成为缓解土地稀缺矛盾的有效手段。但在我国南部沿海沿江地区，由于地下水水位普遍偏高，地下建筑在施工或使用阶段常承受较大地下水浮力作用，以致抗浮设计成为地下空间开发、设计中必须经常考虑的一个问题。通常基于防水、地质和拉锚耐久性的考虑，在抗浮中多采用抗拔桩来帮助抗浮。抗拔桩由于稳定性高、易施工、适用范围广而被广泛采用，因而桩基的抗拔问题成为了工程界的一个新焦点。而注浆成型扩底桩是一种承载效率极高的桩型，它通过桩底扩大头增加了有效承载面积，提高了桩基承载力，进而显著提高了材料利用效率，因此通过采用注浆成型扩底桩来提高抗拔力成为解决桩基抗拔问题的有效方案之一，所以如何对注浆成型扩底桩桩径进行准确设计具有重要的工程应用价值。

但是由于影响注浆成型扩底桩承载力的因素很多且不稳定，因此，如何合理地设计桩径并准确确定桩的承载力，充分发挥桩基的技术经济效益，始终是工程设计施工人员十分关心的问题。由于其受工程地质条件、桩与桩周土体之间相互作用机理的复杂性等诸多因素的影响，桩的承载力问题一直没有得到很好的解决，因此导致桩径的设计缺乏合理性依据。抗拔桩的设计计算在各规范中都没有很明确的规定，设计人员常根据经验和理解进行计算，不同人员的设计结果差别很大。

当今的抗拔桩的设计计算主要依靠设计人员的设计经验，采用极限平衡理论、滑移场理论、桩土共同作用理论、有限元等数值计算方法进行单桩承载力的计算，但这些方法都有局限性，不能确切地模拟桩的受荷机理，得出的承载力与实测有一定的误差，使得桩径的设计缺乏科学合理性依据。如何将桩径与承载力建立相应的相关关系，并进而比较准确的进行桩径的设计成为了设计人员目前面临的一大难题。

发明内容

针对上述传统设计方法存在的不能确切地模拟桩的受荷机理，得出的承载力与实测有一定的误差，不能进行准确的桩径设计的问题，本专利提出了一种对注浆成型扩底桩桩径优化测定的新方法，即运用BP神经网络建模对注浆成型扩底桩承载力进行预测并优化桩径设计的方法。

一种对注浆成型扩底桩桩径优化测定的方法，,具体包括以下步骤：

步骤一：影响扩底桩抗拔承载力的主要因素的确定；

步骤二：注浆成型扩底桩最优扩径比的确定；

步骤三：注浆成型扩底桩承载力BP神经网络模型的确定；

步骤四：注浆成型扩底桩承载力BP神经网络模型参数的确定；

步骤五：注浆成型扩底桩抗拔承载力与桩径关系曲线的确定；

步骤六：注浆成型扩底桩桩径的确定。