摘要:深基坑支护结构的类型具有多样性和复杂性，对深基坑的稳定性分析也有众多的理论和方法。本文运用可靠性理论对深基坑工程稳定性进行了实质性的分析，介绍了可靠性理论在深基坑支护体系稳定性分析中应用的各种计算方法。
关键词: 深基坑,稳定性分析,可靠度理论
深基坑工程是集岩土工程、结构工程、监测技术、施工技术于一体的系统工程，技术复杂，实践性、综合性强，同时又是提高工程质量减少工程事故的重点。关于基坑支护结构稳定性分析，目前大都采用常规的定值设计法，即用抗力效应与荷载效应的比值作为安全系数来评价基坑支护结构的稳定性。由于该方法忽略了计算所用参数的随机性、计算模式的不确定性等，因而其计算所得的安全系数本身也具有随机性和不确定性，它并不能真正反映支护结构的稳定与安全程度。而运用到工程实际中的精确度不高，可能造成材料的浪费或者存在较大的事故安全隐患，目前建筑结构上已经采用GB50068-2001的基于可靠度的设计统一标准。
1 深基坑支护体系的稳定性可靠度分析
1.1 主动土压力和被动土压力
由于在朗肯土压力分布条件下，忽略了支护结构与土体的摩擦作用，因而当摩擦角 小于25°时，支护结构的嵌固深度和弯矩计算值均偏大。为了弥补这一缺陷，在此采用《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(简称《规程》)规定的土压力分布形式。
1.2 深基坑支护结构失稳的模式
基坑支护结构的失稳破坏模式主要有：倾覆破坏、坑底隆起、丧失整体稳定性等。只要其中的一种处于失稳状态，则整个基坑工程系统即宣告失败。因此,基坑失稳是一个多元模式的失稳问题，对每一种失稳模式均需采用结构可靠度理论进行分析，得出相应失稳模式下的稳定可靠指标 (或失效概率 )，以评价基坑支护结构的稳定可靠度。
1.3 深基坑支护结构的极限状态函数
对于第 种基坑失稳模式，首先建立相应的极限状态函数，即功能函数：
其中， 为结构抗力， 为荷载效应。当 ( , ) >0，则系统安全;当 ( , ) <0，则系统失败;当 ( , )=0，则系统处于极限平衡状态，此式即为第 种基坑失稳模式的极限状态方程。
对于每一种失稳模式，失稳的概率就是其功能函数 ( , ) <0出现的概率，用 表示失稳概率，其表达式为：
式中， 为第 种失稳模式下的可靠指标， 为概率分布函数。
当一个基坑系统具有 种失稳模式(即 =1,2,…, )时，总的失稳概率为：
按 法，当 种失稳模式完全统计相关时，有 = ;当 种失稳模式完全统计独立时，有 = 1- 等认为，由于结构体系之间通常既不完全统计相关，也不完全统计独立，而是处于两者之间，所以可以用这两种极端情况作为基坑支护结构失稳概率的界限范围：
1.4 抗倾覆破坏稳定可靠度分析
深基坑支护结构抗倾覆破坏的可靠度分析极限状态函数为
—倾覆力矩，分别为墙前的被动土压力 对转动点的转动力矩和墙后的主动土压力 对转动点的转动力矩。
对悬臂式支护结构，转动点取墙脚处;对单(多)支点式支护结构转动点取最下道支撑处，此时 为最下道支撑点以下的主动土压力对转动点的转动力矩。按定值设计法，其抗倾覆破坏的安全系数 ,且需满足 。
1.5 抗坑底隆起稳定可靠度分析
基坑坑底隆起是深基坑的破坏形式之一。目前，抗坑底隆起稳定的验算方法很多，这里采用同时考虑 ﹑ 作用的抗隆起法。其抗坑底隆起失稳的极限状态函数为：
2 实例分析
2.1 工程概况及参数
某电站厂房基坑开挖深度8 ，基坑东侧有一小山体，换算成地面均布垂直荷载为60 ，采用悬臂式支护桩结构,桩长17 。
2.2 支护结构的失稳概率
参照支护结构的稳定可靠度分析的数学模型，计算抗倾覆稳定、抗坑底隆起稳定、抗整体稳定3种极限状态，用 法编制的程序求得各极限状态方程对应的可靠性指标与失效概率。
2.3 支护体系可靠度和失效概率
分别用一般界限法﹑窄界限法和 法计算得到支护体系的稳定可靠度。
有文献提出,在计算地基承载力时可靠度 可取0.95，计算变形时 可取0.85，本文取基坑支护结构的目标可靠指标 =1.5，其相应的目标失稳概率 =0.0668， 〈 ，由此可得支护结构的设计是满足要求的。
3 结语
本文采用结构可靠度理论研究基坑支护结构的稳定可靠度问题，并用概率来度量支护结构的稳定性，能够更真实的体现随机变量的随机性和变异性，因而更符合工程实际。对于悬臂式支护结构，倾覆破坏模式和整体失稳模式是控制失稳模式，因而支护结构的优化设计就可以以这两种模式为标准，验算其相应的可靠指标直至满足目标可靠指标 的要求，之后再行验算其他失稳模式的稳定可靠指标，当所有失稳模式下的稳定可靠指标都达到目标可靠指标 的设计要求时，即为最优的设计方案。
参 考 文 献
[1] 刘建航，候学渊﹒基坑工程手册[M]. 北京，中国建筑工业出版社,1997.
