摘要：为了进一步阐述基于可靠性理论的地铁深基坑支护方案优化方法的应用效果，本文以某城市地铁车站的深基坑工程为例进行分析。该工程的地质条件较为复杂，包括软土、砂土、岩石等多种土体类型。在设计中，对多种支护方案进行比较和分析。通过可靠性分析和优化设计方法的应用，最终选择了具有较高可靠性和经济性的支护方案。该方案的实施效果较好，保证了地铁深基坑工程的安全性和稳定性。

　　关键词：可靠性理论；地铁深基坑；支护方案；优化

　　地铁深基坑工程是一项地下工程项目，安全性和稳定性对于保障地铁运行和周边环境的安全至关重要。在深基坑工程中，支护结构是保障工程安全的重要部分，其可靠性直接关系到整个工程的安全性和稳定性。因此，对地铁深基坑支护结构的可靠性进行分析和优化具有重要的实际意义。

　　1可靠性理论在地铁深基坑支护中的应用价值

　　1.1提高深基坑支护的可靠性

　　可靠性理论可以针对不同的地铁深基坑工程，通过概率模型、可靠性分析等方法，计算出在规定条件下和规定时间内完成规定功能（如支撑、锚杆等支护结构不发生破坏）的概率或可靠性指标，从而为地铁深基坑支护提供重要的设计和施工参考。

　　1.2优化深基坑支护方案

　　可靠性理论可以综合考虑地铁深基坑工程的实际情况，对不同的支护方案进行可靠性分析和比较，从而选择出最优的方案。这有助于提高地铁深基坑工程的稳定性和安全性，降低工程成本。

　　1.3指导深基坑工程的运营维护

　　可靠性理论可以针对地铁深基坑工程在运营维护过程中可能出现的问题，通过建立相应的数学模型和概率统计方法，预测和评估各种因素对工程可靠性的影响，从而指导工程的运营维护工作。

　　1.4评估深基坑工程的耐久性

　　可靠性理论可以结合深基坑工程的特点，通过耐久性试验、寿命预测等方法，评估地铁深基坑工程的耐久性和使用寿命，从而为工程的维护和更新提供参考。

　　2基于可靠性理论的地铁深基坑支护方案优化措施

　　2.1工程概况

　　南昌联发中心（原东港广场）项目位于南昌市青山湖区，项目场地北侧紧临火炬大街，东侧紧临高新大道，东北角与地铁3号线梁万站衔接，地理位置优越，交通便利。项目规划总用地面积约26128.13m2，总建筑面积180043.44m2。项目建筑物由1栋（3#楼）超高层（36F）、2栋（2-A#、2-B#楼）高层建筑（21F）、（1#楼）商业楼（1F～4F）组成。基坑总面积为27061m2，总延长米为648m。一层地下室区域开挖深度6.50m，二层地下室区域开挖深度10.50m，三层地下室区域开挖深度（14.50m）,东北角为地铁梁万站4号出口连廊，为保证地铁开通的需求，先施工基坑东北角地铁连廊及一层地下室部分，再施工基坑其余二—三层地下室部分。

　　2.2基坑支护的设计原则

　　（1）技术可行性。虽然可以采取各种安全、可靠的工艺措施，但是，在确定支撑方式时，一定要根据具体的情况，从技术上来看其是可行的，只有这样才能保证项目质量。

　　（2）经济合理，施工简便。作为一项系统工程，在选用支护结构时，不仅要注意其自身成本，还要兼顾对地下构筑物施工和整体的发展和建设的整体进程，要站在整体的高度上，对各个方面的影响进行全面地分析，并进行优选。

　　2.3基坑支护的施工方法和技术措施

　　2.3.1施工平面设计

　　本工程的建设地点位于城市主干道附近，地势较为平整，因此，在建筑工地的东北方向设置了一个临时的办公区。

　　（1）工地上使用流动的集装箱房屋作为工地的办公场所。

　　（2）在电力生产中，使用TN-S接地、接零保护体制（三相五线制）以及三级配电和三级漏电保护系统。用电从工地的西南角的配电箱中引出来，经过建筑主配电箱，与各个分配电箱相连，通过各个配电箱与各个用电装置的开关盒相连。现场的最大用电是在钻孔灌注桩的过程中进行的，其中包括钻机、旋喷桩机、电焊机、现场照明排水、临时设施等。在该项目中，主要的用电项目为钻孔灌注桩机、三轴搅拌桩机、电焊机、照明、办公生活区，其中钻孔灌注桩机以及电焊机所使用规格型号分别为GPS-15、BX-400，自身的功率依次为80kW、15kW，共有4台钻孔灌注桩机、1台三轴搅拌桩机、3台电焊机，其中三轴搅拌桩机的容量最高为400kW，其次是钻孔灌注桩机在320kW，五个项目合计容量为792。按照上述使用情况，主干线使用2条200mm2的铝芯电缆线，通过用户所需的主要电力供应点与该项目的主要配电箱相连。

　　（3）按照现场条件，设置主要的施工通道，在每个桩区设置附属通道，以方便工程机械及物料的运送。

　　2.3.2钻孔灌注桩（含立桩）施工

　　（1）在钻孔灌注桩的基础上，在钻孔之前，先对钻孔进行钻孔试验，以掌握钻孔的数目，最好是2个以上。

　　（2）采取间距成桩方式，刚刚浇注完毕的桩与相邻桩之间的钻孔安全间距不宜低于4倍直径，或者至少36h。

　　（3）桩基为C30砼灌注，其保护层不少于50mm。

　　（4）桩内混凝土一次浇注成型，无裂缝，在桩底混凝土强度达到要求后，才能进行冠梁的施工，在进行冠梁的过程中，必须清理掉桩顶的浮浆、低强度混凝土以及被破坏的部位。

　　（5）对桩基进行无损检测时，必须采取低应变法，试桩数量不能低于总数的20%，但不能低于5个。

　　（6）在制作钢筋笼之前，必须对其进行必要的除锈和校正，其大小与尺寸要满足设计的需要，而在其上施加的纵向应力的钢筋，其长度就是其在冠梁中的长度。

　　在进行钻孔灌注桩（含立桩）施工时，还需要做好质量控制。

　　首先，防止缩径。选用阶梯状直径的钻头，对容易收缩的地层进行复钻，并在此基础上增加钻井液密度，降低钻井液中的含沙量，减小直径。当出现直径较小时，要选用适当的钻头，适当地调节钻进的工艺条件，并选用适当的泥浆比重和黏度等。

　　其次，防止超径。严禁采用曲线钻具，并保证接头的同轴度。钻杆底部采用重型钻铤，以减小钻具的摆动。为避免塌孔，在砂土地层中钻孔时，应适当增加泥浆密度。

　　最终，预防孔坍。为了使钻孔的施工质量得到良好控制，应进行二次清浆，使钻孔底部的沉渣不超过100mm。

　　（1）在常规施工中，由钻机上的主要卷扬机进行提导管，当其出现问题时，由备用卷扬机进行灌注，以确保持续灌注。

　　（2）在灌注过程中，必须确保灌注设备和其他设备的运行状况，如果灌注过程中发生问题，要及时进行修复。

　　（3）采用混凝土拌合车进行混凝土浇筑，将混凝土拌和车放置在孔内，将混合好的水泥混凝土直接注入混凝土仓内，以避免混凝土分离，确保混凝土的品质。

　　（4）若钻孔塌陷，首先，要查明钻孔塌陷的部位，并对钻孔塌陷的成因进行分析，若为地下水中阻碍，要首先清理钻孔，其次，增加套管长度，套管下部需要埋入原状土中30cm以上位置，最后，用黏性土进行回填和加固。如果是由于地质条件造成钻孔坍塌，在钻孔时应该使用手工注浆方式，这样具有较好的护壁保护效果。如果出现轻度塌孔，可以通过调节钻进速率、调节泥浆浓度等措施来解决，但如果孔口坍塌，孔口很难治理，则需要用黏土填充，然后在回填结束后再次钻孔。

　　2.3.3三轴搅拌桩止水帷幕施工

　　依据设计需要，对现场进行平整、平整、放样，此项工程的测绘放样包含两方面的工作：一是按设计图确定施工范围；二是按设计要求绘制排桩方案、标注排号、放入指定的桩位，并在开始施工之前进行监督检查。在该项目中所使用的设备主要为三轴式搅拌钻机（ZKD85）、JB160步履式打桩机机架（JB160）、注浆泵（BW-250）、散装水泥自动拌浆系统（BZ-20L）、储浆桶（3m3）、空压机（VF6/7，6m3）、储气罐（LJ.S-D07-193-00）、电子配料秤（XK31CB4）、自重8t可储存100t的水泥罐、挖机（PC200），这些设备中注浆泵的数量为2台、散装水泥自动拌浆系统数量为1套，储浆桶仅有一只，所采用的自重8t可储存100t的水泥罐也仅有1个，其他的设备数量皆为1台。

　　采用PC200型挖掘机按三向搅拌桩的位置轴线，在1m～1.2m的范围内挖出一条沟，宽度为1.2m，深度为1m～1.2m，并清理掉地面上的障碍物。为了确保桩机的平稳行进，挖掘引导坑内的余土应进行及时清理。在现场施工人员和桩机班长的统一指挥下，将桩机放置在桩机下面，在桩机下面铺上一层钢板和地基板，在搬运前，要将前后左右各位置的状况看清楚，如果有阻碍，要立即清理掉，并且在搬运完毕后，要对位置进行检测，并进行校正，使其位置误差控制在50㎜以内。为了保证桩机的垂直度，采用经纬仪或线锤法，保证桩机的垂直度不小于1/200。在开始钻孔之前，要对拌浆工人进行技术交底，并在工地上配置计算机控制的自动拌和装置，保证了泥浆的品质。混凝土的质量分数应为1.5，水泥用量不少于20%。三轴搅拌桩止水帷幕，施工方法是将水泥浆与原状土体进行充分的混合，在沉降与抬升两个阶段都采用浆液混合方式，并对沉降与抬升速率进行严密控制：沉降速率为0.5m/min～1.0m/min，举升速率1.0m/min～2.0m/min，桩端部位应反复进行。此外，根据三轴搅拌桩的技术要求，三轴混合器向下钻孔时，其总水泥体积的60%～70%，而起吊时，其体积控制在30%～40%之间。根据施工图纸要求，将搅拌好的水泥浆均匀连续地注入，当钻具起吊完成时，已完成了设计灌浆。

　　在施工时，若遇到特殊情况需要及时进行处理，具体方法为以下所示。

　　（1）发现不符合设计要求的情况下，必须向业主、设计和监理报告，经有关方面共同研究后，才能进行处理。

　　（2）遇有地表沟渠或不能按照设计方向进行的地下管道，应与业主、设计及监理共同协商，以决定方案。

　　（3）在建设期间，如果因断电等原因而停止作业，必须将搅拌头降低到停浆点1m以上，然后在重新灌注后进行钻孔灌注，避免桩身间断。如果因为某些原因而需要长期停工，应首先拆除送浆管线，妥善清理，以免泥浆凝结堵塞管道。

　　（4）如果发现管路阻塞，必须马上停止水泵的操作。在进行完作业之后，立刻将搅拌钻机抬起并下降1m，然后再进行灌浆，10s～20s之后，再进行上举搅拌，防止出现断裂。

　　（5）在进行施工冷缝处理时，若是因为超过时间而不能进行搭接或者出现搭接质量较低时，需要将其当作冷缝进行记录，在搭接处处理搅拌站技术进行处理，以此保证搅拌桩整体的施工质量。

　　2.3.4基坑开挖

　　（1）在获得审核批准的基坑工程施工方案后，方可进行基坑开挖。

　　（2）在开挖过程中，挖掘机不能发生撞击或损伤顶梁、腰梁、格栅立柱和附属部件，也不能对已经建好的地基进行破坏，在挖掘过程中，要防止对地基承载体原有的建筑物造成破坏。

　　（3）在结束后，要马上修建垫层，将基坑进行封闭处理，以避免积水和裸露在外，同时要尽快进行地下工程建设。

　　（4）在进行土方施工期间，要严格按设计规范进行相应的监控，对施工中出现的问题进行严密地追踪，如有任何不正常现象，立即报告，确保基坑及周围的环境的安全。

　　（5）如发现所暴露的土壤性质或地下水状况，与勘测结果有显著差异，或者发现异常或不明物体时，必须立即中止挖掘，并立即告知有关部门，并做相应的处置后方可进行挖掘。

　　2.3.5安装支撑梁

　　在基础部件生产之前，要先进行放样，确认没有问题才能生产。放样和号料要保留收缩量及工作容差。在焊接过程中要注意预防和控制焊缝的变形，要讲究正确的焊缝次序，不能一次成型，在焊接过程中要采用多种有效地预防和减小焊缝的变形，如果超出现有标准，则要进行校正。为降低焊缝的残留应力，提出了一种消除次应力的方法。零件制造完毕后，必须先到工厂进行预组装，确认无误后方可发运。安装之前，要对构件的数量、长度、垂直度、安装接头处的螺栓孔的大小等进行彻底的检测，并对生产过程中留下的一些瑕疵和在运送过程中出现的变形，都要事先在地上进行纠正，并适当地处理。对于生产过程中残留的一些瑕疵和在运送过程中出现的变形，都要事先进行校正，并适当处理。为了方便在工地上装配零件，在出厂之前要打上显著的标记，并对其进行编号。在搬运时，要对各部件、接头进行适当的处理，以避免接头、部件的弯曲变形。按照施工现场的要求，将货物整齐地码放在一起，避免互相挤撞。在进行吊装之前，先在场地上进行试装，确认所有零件的尺寸都满足设计的需要后，才能在工地上进行正式的安装。各杆件的高程按设计高程进行控制，对各杆件连接、焊接后产生的收缩或其他原因产生的受压变形，均须在制造时逐一加以计算，以求出立柱的实际生产长度。对于多个连接部位、关键部位及现场连接处，应在现场预制装配。在进行钢结构的安装施工时，需要建立一套可靠的支撑系统，确保在不同的载荷下，结构的安装和施工的准确性和部件的稳定性和安全，将当日安装的钢柱和梁件组成一个空间稳定系统。

　　钢架支架安装完毕后，要按场地的平面度和拆除要求来决定端部与冠（腰）梁连接处之间的缝隙是否需要灌注，并保证一端已经注满。在施工过程中，必须使用高强不收缩的注浆材料（3天抗压强度必须满足C20标准）。在灌注之前，应将冠、梁界面的杂物清理干净，洒水湿润；在此基础上搭设模板，使其上部和下部都要超过钢件侧板的上、下两个面上100mm以上，并且要支紧牢固，防止漏浆或松动；在完成注浆的过程中，要在模板中进行2min的手工拌合，在注浆的过程中要保持不间断，并且尽量减少注浆的次数，保持不拆卸，以免对灌浆层造成震动和撞击，在灌浆层结束之后要进行浇水湿润。

　　3结语

　　总之，在进行地铁深基坑支护时，需要先分析实际场地的具体情况，随后进行相应的方案设计，在联发中心（原东港广场）工程基坑支护项目中，在可靠性理论的基础上主要采用张悬梁+围护桩+止水帷幕的支护措施，该方案可有效提升地铁保护区的深基坑支护质量。