摘要
随着各类建设工程的推进，与之相应的深基坑工程也出现的越来越多，而基坑坍塌所导致的工程事故也屡见不鲜。因此，在工程中为了提高基坑施工的安全性，往往需要提高支护结构及周边的位移和沉降等变形的控制要求。但在实际施工中，不同荷载的变化使基坑变形不断变化，这样钢支撑中承载的轴力也是不断变化的。尤其是钢支撑由于本身刚度较小、且与支座的连接都是可动的，当支撑由于温度变化导致应力松弛或塑性变形等各种原因易发生轴力损失，严重的会出现支撑脱落等安全事故［1-2］。深基坑施工由于它的施工时间较一般基坑工程更长，钢支撑轴力荷载在深基坑施工时不断损失。为解决这一问题，深基坑施工中使用钢支撑轴力伺服系统，钢支撑轴力伺服系统是针对钢支撑轴力变化的自适应装置，通过实时监测对支撑轴力进行数值提取并通过液压系统不断对支撑中的轴力进行调整。由此，可以将深基坑工程中支撑轴力变化范围稳定于一定设定的区间，从而达到控制基坑变形，保证基坑安全的目的。本文以某地铁车站深基坑施工为依托，通过现场监测及模拟分析对支撑轴力伺服系统在深基坑支护中的效用进行了研究考察，主要研究内容和结论如下： （1）总结了钢支撑轴力伺服系统特点以及实际应用现状。 （2）通过理论计算方法结合现场监测结果，对未设置钢支撑轴力伺服系统的基坑支护体系根据基坑开挖施工特征进行理论数值分析。计算结果表明，钢支撑轴力伺服系统能有效的控制基坑支护结构变形。 （3）通过对现场支护结构位移、地基底部垂直位移、地表沉降等监测数据的考察，分析了基坑施工过程中支护体系位移与支撑轴力的发生情况及变化规律。在此基础上进一步论证了钢支撑轴力伺服系统在基坑开挖过程中减小支护变形、减小地表沉降及减小支护结构顶端位移的效应。 （4）为认识钢支撑轴力伺服系统在支护体系中的作用效应，结合现场监测结果，采用数值模拟方法对假设未设置钢支撑轴力伺服系统的基坑支护体系根据基坑开挖施工特征进行建模数值分析，计算结果表明，模拟分析结果可以比较合理地反映未设置钢支撑轴力伺服系统的支护体系在基坑开挖过程的影响情况，进一步阐明了钢支撑轴力伺服系统能有效改善支护结构稳定性，并通过对模拟工况中的轴力调整模拟了设置钢支撑轴力伺服的情况，得出约束基坑变形的机理是由于轴力变化得到了有效约束。 （5）基于钢支撑轴力伺服系统在基坑支护工程中的推广应用目的，主要通过模拟分析考察了钢支撑轴力伺服系统支撑轴力、系统加载位置、施工荷载范围、施工荷载等因素对支护结构变形、土体压力分布、周围地表变形的影响，为设置钢支撑轴力伺服系统的支护结构设计及施工提供了一定的理论依据。
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