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逆作工程中土方工程施工的仿真優(yōu)化
論文首先對逆作法在深基礎工程施工的優(yōu)勢以及發(fā)展形勢作了較為詳細的介紹，論文抓住逆作施工過(guò)程中，土方工程施工的關(guān)鍵因素，將循環(huán)網(wǎng)絡(luò )模型應用到逆作工程的土方工程施工過(guò)程中。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：面對快速發(fā)展社會(huì )經(jīng)濟，人們不再滿(mǎn)足于當前的生活狀態(tài)，不斷追求更加舒適、高質(zhì)量的生活環(huán)境。而這一訴求，也使城市中的建筑及相關(guān)工程逐漸增多，施工場(chǎng)地隨之縮小，并對周邊建筑物的安全性產(chǎn)生了一定的影響。施工人員應采取逆作工程技術(shù)，對以上問(wèn)題進(jìn)行解決，尤為注重土方工程施工質(zhì)量。文章就逆作工程中土方工程施工的方針與優(yōu)化進(jìn)行了研究分析。
關(guān)鍵詞：逆作工程;土方工程;施工;仿真;優(yōu)化
當前社會(huì )中高層建筑愈發(fā)增多，多層地下結構施工需求得以提升，并對深基坑開(kāi)挖方面提出了更高的要求。逆作工程則因其高效性，在多層地下結構施工中得到了普遍運用。土方工程施工是其中的重要內容，為確保施工質(zhì)量，施工人員還應積極引入現代化仿真技術(shù)，對施工方案予以?xún)?yōu)化，從而得出最佳方案，以最低成本，完成最高質(zhì)量的工程建設。
一、逆作工程中土方工程施工的概況
逆作工程主要是借助工程樁接到地面的臨時(shí)支柱與擋土墻、頂板的支撐力量，以地上至地下的順序，開(kāi)展地下施工。從而在建筑施工過(guò)程中，實(shí)現上、下兩方的同時(shí)施工。逆作工程下的土方工程施工，必須遵循一定的原則。主要原則有：①施工人員必須遵循盆式加抽條開(kāi)挖原則。分層開(kāi)挖，每層土體都需要保持不超出2.5m，確保抽條挖土的對稱(chēng)和加撐的平衡性;②施工人員應保證地上建筑物的安全性。通過(guò)機械及手推車(chē)的同時(shí)運用，開(kāi)展挖土和運土工作。并隨時(shí)對水平數值等進(jìn)行測量，避免存在超挖、抽條挖土不對稱(chēng)等情況。挖土應避免對立柱四周挖空，以便立柱受力不均。并要求機械盡量遠離工程樁、井點(diǎn)等，以免發(fā)生碰撞。同時(shí)墊層應隨挖雖搗，全部完成后才能夠進(jìn)行地下一層樓板施工;③施工人員應具體問(wèn)題具體分析。對于不同區域開(kāi)挖深度差距較大的情況，應先按照淺基坑的標準進(jìn)行開(kāi)挖，并在墊層完成后，繼續開(kāi)挖較深部位。在開(kāi)挖前，施工人員必須設置臨時(shí)支撐，并采取相應手段穩固邊坡，保證施工安全。逆作工程中土方工程施工具有工程量較大、工期較長(cháng)、所運用機械較多、施工環(huán)節交錯、受自然因素影響較大等特點(diǎn)。在實(shí)際施工中，施工人員還應構建包含土方開(kāi)挖子系統、土方外運子系統以及人工運輸子系統的逆作取土施工出土系統，從而實(shí)現標準化、系統化、流程化的逆作工程土方工程施工，使施工人員更好的掌握土方施工各個(gè)環(huán)節[1]。
二、逆作工程中土方工程施工的仿真
土方開(kāi)挖中的各子系統是由排隊服務(wù)系統構成的，因此在仿真過(guò)程中需要建立以排隊論為基礎的土方裝運系統。排隊系統又稱(chēng)隨機服務(wù)系統，通過(guò)研究，可明確其概率統計規律，此后對其展開(kāi)優(yōu)化。該系統是由輸入輸出過(guò)程、排隊規則及服務(wù)規則構成的，其涉及的參數指標主要有隊長(cháng)、排隊長(cháng)，等待及逗留時(shí)間、忙期及閑期等。在仿真作用下，改善了建模環(huán)境，使仿真環(huán)境具有了一體化特點(diǎn)。具體流程如下：系統分析、仿真建模、程序設計、仿真運行及結果分析。在建立土方工程仿真模型過(guò)程中利用循環(huán)網(wǎng)絡(luò )，通常由流水單元、矢線(xiàn)及節點(diǎn)構成，具體模型有首層大開(kāi)挖循環(huán)網(wǎng)絡(luò )模型、暗挖地下各層循環(huán)網(wǎng)絡(luò )模型及逆作施工循環(huán)網(wǎng)絡(luò )模型等。
三、逆作工程中土方工程施工的優(yōu)化
3.1首層大開(kāi)挖過(guò)程優(yōu)化
以現場(chǎng)條件為基礎，分為A、B兩個(gè)施工區域。為了便于計算，假設兩個(gè)區域工作效率相同，各個(gè)工序同步進(jìn)行，選取其中B區域進(jìn)行仿真優(yōu)化計算。以循環(huán)網(wǎng)絡(luò )模型為基礎，編寫(xiě)仿真程序進(jìn)行計算，模擬運行100次，即控制節點(diǎn)處m=0，將每個(gè)機械臺班設為12小時(shí)，存儲運行結果。根據仿真數據得出的分析曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化分析可知：在采用挖掘機與不同數量配套施工的過(guò)程中，裝載機利用效率隨著(zhù)自卸汽車(chē)數量的增加而提升。但如果汽車(chē)數量配置過(guò)多，會(huì )提升汽車(chē)排隊等待時(shí)間，增加施工成本，資源會(huì )造成一定浪費。為了平衡工期、利用效率、成本，優(yōu)化方案為10～12輛汽車(chē)與一臺挖掘機配套施工。以此類(lèi)推，進(jìn)行兩臺挖掘機的配套方案優(yōu)化，經(jīng)過(guò)分析可知，挖掘機數量的增加會(huì )降低其工作效率，增加汽車(chē)使用數量，雖然汽車(chē)使用率提升和工期縮短有著(zhù)一定優(yōu)勢，但機械臺班損失費用較大，在實(shí)際施工的過(guò)程中，將這種方案作為需要縮短工期時(shí)的應急預案[2]。
3.2地下二、三、四層暗挖過(guò)程優(yōu)化
首先開(kāi)挖中間部分，保證空氣流通和施工安全，從取土口將小挖掘機吊入到地下，之后挖通通道，最后以取土口為中心向四周進(jìn)行開(kāi)挖。仿真過(guò)程中，以工程施工實(shí)際為依據，簡(jiǎn)化施工過(guò)程，假設每個(gè)出土口效率一致，選取一個(gè)出土口進(jìn)行仿真計算。根據仿真結果及仿真優(yōu)化曲線(xiàn)走勢圖，以靈敏度分析方法為基礎，將挖機數量和手推車(chē)作為控制變量，不斷改變二者數量來(lái)選擇最終符合實(shí)際情況的優(yōu)化施工方案。
3.3優(yōu)化對比
通過(guò)優(yōu)化前后對比可知，優(yōu)化之前，該項目土方工程費用為317萬(wàn)元，預計工期在77天。利用文章提出的仿真優(yōu)化過(guò)程，優(yōu)化之后工程費用為270萬(wàn)元，降低了47萬(wàn)元，工期為63天，減少了14天。由此可見(jiàn)，仿真模型及優(yōu)化策略是可行的，且效果良好。此外，結合上述分析環(huán)境和工程實(shí)際，在不同機械配置方案下選擇適應的施工方案，能夠實(shí)現對資源配置的有效優(yōu)化，實(shí)現人員與機械的最優(yōu)化組合。在施工機械和人工配置方案一定的基礎上，通過(guò)仿真優(yōu)化，得到了工期最短的施工方案和配置方案及施工費用的方案。出于施工進(jìn)度和施工成本的不同考慮，用戶(hù)可以針對性的選擇優(yōu)化方案[3]。
四、結束語(yǔ)
綜上所述，逆作工程作為重要的施工形式，其常見(jiàn)于高層建筑施工。為了保證施工效率與質(zhì)量，文章探討了逆作工程中土方工程施工的仿真與優(yōu)化，相信，日后仿真方法將更加豐富，施工成效將更加顯著(zhù)。
參考文獻：
[1]李靜,周明乾,房國琳,等.逆作工程中封蓋挖土施工的優(yōu)化設計[J].基建優(yōu)化,2013,13(6):209-211.
[2]關(guān)雪梅.大型深基坑逆作法施工中的若干工藝技術(shù)問(wèn)題研究[D].同濟大學(xué),2013.
[3]張頌娟,蔣洪濤.網(wǎng)絡(luò )循環(huán)技術(shù)在土方工程中的應用[J].遼寧交通科技,2015,(5):19-21.
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