基于多因素考量的地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的不斷加速，城市人口數(shù)量急劇增長，交通擁堵問題愈發(fā)嚴(yán)重。地鐵作為一種高效、便捷、環(huán)保的城市軌道交通方式，能夠有效緩解城市交通壓力，優(yōu)化城市空間布局，因此在各大城市得到了廣泛的建設(shè)與發(fā)展。在地鐵工程建設(shè)中，深基坑是其重要的組成部分，深基坑支護系統(tǒng)的設(shè)計與施工質(zhì)量直接關(guān)系到地鐵工程的安全與穩(wěn)定。地鐵深基坑工程通常具有以下特點：一是開挖深度大，一般需達到地下數(shù)米甚至數(shù)十米，以滿足地鐵線路和車站的空間需求；二是地質(zhì)條件復(fù)雜，不同地區(qū)的地質(zhì)情況差異顯著，包括地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、地下水位等因素，都會給深基坑支護帶來挑戰(zhàn)；三是施工環(huán)境受限，地鐵建設(shè)多位于城市中心區(qū)域，周邊建筑物密集、地下管線縱橫交錯，施工空間狹窄，這對深基坑支護的設(shè)計與施工提出了更高的要求。若深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計不合理或施工質(zhì)量不達標(biāo)，可能引發(fā)基坑坍塌、周邊建筑物沉降、地下管線破裂等嚴(yán)重事故，不僅會延誤工程進度，增加工程成本，還可能對人民生命財產(chǎn)安全造成威脅。優(yōu)化深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計具有極其重要的現(xiàn)實意義。一方面，能夠有效保障工程安全，通過科學(xué)合理的設(shè)計，提高支護結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，增強對基坑周邊土體的約束，從而降低基坑坍塌、滑坡等事故的發(fā)生概率，確保地鐵工程施工過程的安全，為后續(xù)工程建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。另一方面，優(yōu)化設(shè)計有助于降低工程成本，在滿足工程安全和功能要求的前提下，通過對支護結(jié)構(gòu)形式、材料選用、施工工藝等方面的優(yōu)化，減少不必要的材料浪費和施工工序，從而降低工程的直接成本。同時，合理的設(shè)計能夠減少因施工事故導(dǎo)致的工期延誤和經(jīng)濟損失，進一步降低工程的間接成本。此外，優(yōu)化設(shè)計還能提高施工效率，縮短施工周期，使地鐵工程能夠更快地投入使用，為城市居民提供便利的交通服務(wù)，帶來顯著的社會效益。綜上所述，對地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計研究具有重要的現(xiàn)實意義，不僅能夠保障地鐵工程的安全建設(shè)和順利運營，還能為城市的可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在地鐵深基坑支護設(shè)計方面，國內(nèi)外學(xué)者和工程師們進行了大量的研究與實踐。國外在深基坑支護理論和技術(shù)方面起步較早，取得了許多重要成果。例如，美國、日本、德國等國家在基坑支護結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析、設(shè)計方法以及施工技術(shù)等方面處于世界領(lǐng)先水平。美國在巖土工程領(lǐng)域的研究注重理論與實踐的結(jié)合，通過大量的工程實踐，不斷完善基坑支護的設(shè)計方法和施工工藝。日本則在應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件和狹小施工場地方面積累了豐富的經(jīng)驗，研發(fā)出了一系列適用于不同工程環(huán)境的基坑支護技術(shù)，如地下連續(xù)墻、SMW工法樁等。德國以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ碳夹g(shù)和高質(zhì)量的施工標(biāo)準(zhǔn)，在基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工中強調(diào)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。國內(nèi)對于地鐵深基坑支護設(shè)計的研究也取得了顯著進展。隨著我國城市化進程的加速，地鐵建設(shè)規(guī)模不斷擴大，深基坑支護工程面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。國內(nèi)學(xué)者和工程技術(shù)人員針對不同地區(qū)的地質(zhì)條件和工程特點，開展了廣泛而深入的研究。在支護結(jié)構(gòu)形式方面，除了傳統(tǒng)的排樁、地下連續(xù)墻等支護形式外，還發(fā)展了土釘墻、復(fù)合土釘墻、型鋼水泥土攪拌墻等多種新型支護形式，并在實際工程中得到了成功應(yīng)用。在設(shè)計理論方面，不斷引入先進的計算方法和技術(shù)，如有限元法、數(shù)值模擬技術(shù)等，使基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加科學(xué)、合理。同時，國內(nèi)還制定了一系列相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）等，為地鐵深基坑支護設(shè)計提供了重要的依據(jù)和指導(dǎo)。在優(yōu)化方法研究方面，國內(nèi)外主要從多個角度展開。一是基于力學(xué)原理的優(yōu)化，通過對支護結(jié)構(gòu)的受力分析，調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，如樁徑、樁間距、支撐位置等，以達到提高結(jié)構(gòu)承載能力和穩(wěn)定性，降低材料用量和成本的目的。二是采用智能優(yōu)化算法，如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法、模擬退火算法等，這些算法能夠在復(fù)雜的解空間中搜索最優(yōu)解，有效解決基坑支護結(jié)構(gòu)多參數(shù)、非線性的優(yōu)化問題。三是結(jié)合工程實際，考慮施工工藝、工期、環(huán)境影響等因素進行綜合優(yōu)化。例如，在施工工藝方面，選擇合適的施工方法和設(shè)備，減少施工對周邊土體和環(huán)境的擾動；在工期方面，合理安排施工進度，降低工期成本；在環(huán)境影響方面，采取有效的環(huán)保措施，減少對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞。國內(nèi)外也有眾多地鐵深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用案例。例如，北京地鐵回龍觀東大街站深基坑工程，對其支護結(jié)構(gòu)體系進行了多方面的優(yōu)化設(shè)計研究，包括支護方法和計算理論的選擇、排樁間距的優(yōu)化設(shè)計、內(nèi)支撐體系優(yōu)化設(shè)計以及圍護樁嵌固深度的優(yōu)化設(shè)計等，通過優(yōu)化設(shè)計，有效提高了支護結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。武漢地鐵積玉橋站主體深基坑工程，運用灰色模糊可變決策模型進行支護方案優(yōu)選，并對支護結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，取得了良好的效果，保障了工程的順利進行。盡管國內(nèi)外在地鐵深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方面取得了豐碩的成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有的研究主要集中在單一因素的優(yōu)化，如結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化或施工工藝優(yōu)化等，缺乏對多因素綜合優(yōu)化的深入研究，難以實現(xiàn)整體最優(yōu)的目標(biāo)。另一方面，在考慮地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性方面還存在欠缺，地質(zhì)條件的變化對基坑支護結(jié)構(gòu)的影響較大，但目前的設(shè)計方法和優(yōu)化模型往往難以準(zhǔn)確反映這種影響，導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果與實際情況存在一定的偏差。此外，對于新型支護材料和技術(shù)的研究和應(yīng)用還不夠廣泛，需要進一步加強研發(fā)和推廣。1.3研究內(nèi)容與方法本研究內(nèi)容主要涵蓋以下幾個方面：一是深入分析地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)現(xiàn)存的問題，包括支護結(jié)構(gòu)選型不合理、設(shè)計參數(shù)不準(zhǔn)確、施工質(zhì)量難以保證以及對周邊環(huán)境影響評估不足等。通過對實際工程案例的調(diào)研和分析，總結(jié)出常見問題的表現(xiàn)形式和產(chǎn)生原因，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。二是全面探討影響深基坑支護系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，如地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工工藝和時間效應(yīng)等。研究這些因素對支護結(jié)構(gòu)的受力、變形和穩(wěn)定性的影響規(guī)律，為優(yōu)化設(shè)計提供理論支持。三是研究地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法，基于力學(xué)原理對支護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，如樁徑、樁間距、支撐位置等，提高結(jié)構(gòu)承載能力和穩(wěn)定性，降低材料用量和成本。引入智能優(yōu)化算法，如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法等，對支護結(jié)構(gòu)進行多目標(biāo)優(yōu)化，尋求在安全性、經(jīng)濟性和環(huán)境友好性等方面的最優(yōu)解。考慮施工工藝、工期、環(huán)境影響等因素，進行綜合優(yōu)化設(shè)計，制定出更加科學(xué)合理的支護方案。四是通過實際案例分析，驗證優(yōu)化設(shè)計方法的有效性和可行性。選取典型的地鐵深基坑工程案例，運用優(yōu)化設(shè)計方法進行方案設(shè)計，并與原設(shè)計方案進行對比分析，從安全性、經(jīng)濟性和施工便利性等方面評估優(yōu)化效果，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為實際工程應(yīng)用提供參考。本研究采用多種研究方法相結(jié)合的方式，確保研究的全面性和深入性。文獻研究法，廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報告、工程規(guī)范等，了解地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，總結(jié)已有的研究成果和實踐經(jīng)驗，為研究提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。案例分析法，收集和分析國內(nèi)外多個地鐵深基坑工程的實際案例，深入研究支護系統(tǒng)的設(shè)計、施工和運行情況，總結(jié)成功經(jīng)驗和存在的問題，通過對比不同案例的特點和差異，找出影響支護系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，為優(yōu)化設(shè)計提供實際案例支持。數(shù)值模擬法，運用專業(yè)的巖土工程數(shù)值模擬軟件，如ANSYS、FLAC3D等，建立地鐵深基坑支護系統(tǒng)的數(shù)值模型，模擬不同工況下支護結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，分析各種因素對支護系統(tǒng)的影響規(guī)律。通過數(shù)值模擬，可以直觀地了解支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，為優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)指導(dǎo)。同時，將數(shù)值模擬結(jié)果與實際工程監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析，驗證數(shù)值模型的準(zhǔn)確性和可靠性，進一步完善優(yōu)化設(shè)計方法。二、地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)概述2.1地鐵工程深基坑的特點地鐵工程深基坑作為地鐵建設(shè)的關(guān)鍵部分，具有諸多獨特的特點，這些特點對支護系統(tǒng)提出了特殊要求，具體如下：深度大：為滿足地鐵線路和車站的空間需求，地鐵工程深基坑的開挖深度通常較大，一般需達到地下數(shù)米甚至數(shù)十米。例如，一些位于城市中心區(qū)域的地鐵車站，為了與周邊地下空間實現(xiàn)互聯(lián)互通，基坑開挖深度可能超過20米。較大的開挖深度使得基坑支護結(jié)構(gòu)需要承受更大的土壓力和水壓力，對支護結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性提出了更高的要求。若支護結(jié)構(gòu)無法承受這些壓力，可能導(dǎo)致基坑坍塌等嚴(yán)重事故，威脅工程安全和周邊環(huán)境穩(wěn)定。地質(zhì)條件復(fù)雜：不同地區(qū)的地質(zhì)情況差異顯著，地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、地下水位等因素都會給深基坑支護帶來挑戰(zhàn)。在一些軟土地層地區(qū)，土體的抗剪強度低、壓縮性高，容易產(chǎn)生較大的變形，增加了基坑支護的難度。而在巖溶地區(qū)，地下溶洞、溶蝕裂隙等不良地質(zhì)現(xiàn)象的存在，可能導(dǎo)致基坑支護結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。地下水位的高低和變化也會對基坑支護產(chǎn)生重要影響，高水位地區(qū)需要采取有效的降水和止水措施，以防止地下水對基坑的不利影響。周邊環(huán)境敏感：地鐵建設(shè)多位于城市中心區(qū)域，周邊建筑物密集、地下管線縱橫交錯，施工空間狹窄。周邊建筑物的基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)類型和承載能力各不相同，基坑開挖和支護過程中產(chǎn)生的土體變形和位移可能對周邊建筑物的安全造成威脅，導(dǎo)致建筑物沉降、開裂等問題。地下管線如供水、排水、燃氣、電力等管線，一旦遭到破壞，將影響城市的正常運行，給居民生活帶來不便。施工空間狹窄也限制了施工設(shè)備的停放和材料的堆放，增加了施工難度。施工難度大：由于深基坑的深度大、地質(zhì)條件復(fù)雜和周邊環(huán)境敏感，使得地鐵工程深基坑的施工難度較大。在施工過程中，需要采用先進的施工技術(shù)和設(shè)備，如大型挖掘機、鉆孔灌注樁機、地下連續(xù)墻成槽機等，以確保施工的順利進行。同時，施工過程中還需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和施工安全，加強對基坑變形、地下水位變化等參數(shù)的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，確?；又ёo結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和周邊環(huán)境的安全。施工過程中還需要考慮施工對周邊交通、居民生活等方面的影響，采取有效的措施減少施工干擾。2.2常見支護結(jié)構(gòu)類型及特點在地鐵工程深基坑施工中，常見的支護結(jié)構(gòu)類型多樣，每種類型都有其獨特的優(yōu)缺點和適用條件，以下對幾種常見的支護結(jié)構(gòu)進行詳細介紹：排樁支護：排樁支護是將鋼筋混凝土樁、鋼樁或木樁等按一定間距排列，形成連續(xù)的樁墻，以防止基坑的變形。其優(yōu)點是樁墻剛度大，適用于深度較大的基坑，且施工過程中對周圍環(huán)境的影響較小。但排樁支護也存在一些缺點，如施工成本高，需要專用設(shè)備，且施工周期較長。樁間縫隙易造成水土流失，特別是在高水位砂層地區(qū)，需根據(jù)工程條件采取注漿、普通水泥攪拌樁、旋噴樁、大直徑攪拌樁、三軸攪拌樁等施工措施以解決止水問題。排樁支護適用于基坑深度較大、周邊環(huán)境對變形控制要求較高的地鐵工程深基坑，如在城市中心區(qū)域的地鐵車站建設(shè)中，當(dāng)基坑深度超過10米且周邊建筑物密集時，排樁支護能夠有效地保證基坑的穩(wěn)定性和周邊建筑物的安全。土釘支護：土釘支護是通過在土體中打入一定數(shù)量的土釘，并在土釘間噴射混凝土，形成一個連續(xù)的墻體。土釘支護的優(yōu)點是施工簡便，成本較低，對周圍環(huán)境影響小。但土釘支護的墻體剛度較小，對于深度較大的基坑，可能需要設(shè)置多層土釘墻，施工周期較長。土釘支護主要適用于土質(zhì)較好地區(qū)，開挖較淺的基坑。在一些地質(zhì)條件較好的地區(qū)，如粘性土、粉土等土層中，當(dāng)基坑開挖深度不超過5米時，土釘支護是一種經(jīng)濟實用的支護方式。地下連續(xù)墻：地下連續(xù)墻是一種深基礎(chǔ)施工技術(shù)，通過在地基中挖掘溝槽，并在溝槽中灌注混凝土，形成連續(xù)的地下墻。其優(yōu)點是施工噪聲小，對周圍環(huán)境影響小，墻體剛度大，可有效防止基坑變形，適用于各種地質(zhì)條件和基坑深度。地下連續(xù)墻還具有良好的止水性能，能有效阻止地下水滲入基坑。但其缺點是施工成本高，需要專用設(shè)備，且施工過程中可能產(chǎn)生大量的泥漿，需要妥善處理。地下連續(xù)墻適用于地質(zhì)條件差和復(fù)雜、基坑深度大、周邊環(huán)境要求較高的基坑，例如在軟土地層或砂層中，當(dāng)基坑深度超過15米且對變形控制要求極為嚴(yán)格時，地下連續(xù)墻能夠提供足夠的強度和穩(wěn)定性，確?；邮┕さ陌踩ｄ摪鍢吨ёo：鋼板樁支護是將熱軋型鋼板樁或冷彎薄壁鋼板樁打入地基中，形成連續(xù)的墻體。鋼板樁支護的優(yōu)點是施工速度快，可重復(fù)使用，耐久性良好，二次利用率高，施工方便，工期短。缺點是不能擋水和土中的細小顆粒，在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施，懸臂抗彎能力較弱，開挖后變形較大。鋼板樁支護的懸臂支護適用于小于4m基坑。超過4m基坑建議設(shè)置內(nèi)支撐（一道或多道），建議下部一定需有嵌固端進入穩(wěn)定土層，如果無法進入穩(wěn)定土層，建議增加被動土加固，否則容易傾覆。在一些臨時工程或?qū)ψ冃我蟛桓叩幕又校摪鍢吨ёo具有一定的優(yōu)勢，如在地鐵施工的一些附屬結(jié)構(gòu)基坑中，當(dāng)基坑深度較淺且施工周期較短時，鋼板樁支護可以快速施工，降低成本。SMW工法樁：SMW工法樁是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼等勁性材料，形成一種勁性復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)。該支護形式施工時基本無噪聲，對周圍環(huán)境影響??；結(jié)構(gòu)強度可靠，凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可使用；擋水防滲性能好，不必另設(shè)擋水帷幕；可以配合多道錨索或支撐應(yīng)用于較深的基坑。在一定條件下可代替作為地下圍護的地下連續(xù)墻，采取一定施工措施成功回收H型鋼后則造價大大降低。SMW工法樁可在淤泥土、粉土、粘土、砂土、砂、礫、卵石等土層中應(yīng)用。但因一般設(shè)置單排攪拌樁，施工時需保證攪拌樁的垂直度及搭接厚度，否則極易導(dǎo)致下部開叉漏水涌砂。H型鋼需選質(zhì)量可靠型材，施工時涂抹減摩劑，否則較難回收且易變形，影響周轉(zhuǎn)率。在一些對環(huán)境要求較高、地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地鐵深基坑工程中，SMW工法樁得到了廣泛應(yīng)用，如在城市繁華商業(yè)區(qū)的地鐵基坑施工中，既能滿足支護要求，又能減少對周邊環(huán)境的影響。2.3支護系統(tǒng)設(shè)計的基本原則與流程2.3.1設(shè)計基本原則安全可靠：支護系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以承受基坑開挖過程中產(chǎn)生的各種荷載，如土壓力、水壓力、地面附加荷載等，確?；釉谑┕て陂g不發(fā)生坍塌、滑坡等安全事故，同時保證周邊建筑物、地下管線等不受影響。這是支護系統(tǒng)設(shè)計的首要原則，直接關(guān)系到工程的安全和人員的生命財產(chǎn)安全。在設(shè)計過程中，需要對各種可能的荷載組合進行詳細分析，運用科學(xué)的計算方法和理論，合理確定支護結(jié)構(gòu)的尺寸、材料和構(gòu)造形式，以滿足安全可靠的要求。經(jīng)濟合理：在滿足安全要求的前提下，應(yīng)盡可能降低支護系統(tǒng)的成本。通過對不同支護結(jié)構(gòu)形式、材料和施工工藝的比較分析，選擇最經(jīng)濟合理的方案。同時，要考慮支護系統(tǒng)的施工成本、維護成本以及對工期的影響，避免因追求低成本而忽視了工程質(zhì)量和安全，或者因過度追求安全而導(dǎo)致成本過高。例如，在一些地質(zhì)條件較好、基坑深度較淺的情況下，可以優(yōu)先選擇土釘墻、簡易排樁等成本較低的支護形式；而在地質(zhì)條件復(fù)雜、基坑深度較大的情況下，雖然地下連續(xù)墻等支護形式成本較高，但由于其安全性和可靠性更高，綜合考慮可能仍是最經(jīng)濟合理的選擇。施工便捷：支護系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)便于施工操作，減少施工難度和施工風(fēng)險。選擇的支護結(jié)構(gòu)形式和施工工藝應(yīng)符合施工現(xiàn)場的實際條件，如場地大小、周邊環(huán)境、施工設(shè)備等。同時，要考慮施工過程中的環(huán)境保護和文明施工要求，減少對周邊居民和環(huán)境的影響。例如，在城市中心區(qū)域施工時，應(yīng)盡量選擇施工噪聲小、對周邊環(huán)境影響小的支護結(jié)構(gòu)形式，如地下連續(xù)墻、SMW工法樁等；而在施工場地開闊、地質(zhì)條件允許的情況下，可以選擇施工速度較快的鋼板樁支護等形式。環(huán)保節(jié)能：在支護系統(tǒng)設(shè)計和施工過程中，應(yīng)注重環(huán)境保護和資源節(jié)約。選擇環(huán)保型的支護材料，減少施工過程中產(chǎn)生的廢棄物、噪聲、粉塵等污染物的排放。合理利用資源，避免過度開采和浪費。例如，在選擇支護材料時，可以優(yōu)先考慮可回收利用的材料，如鋼板樁等；在施工過程中，采取有效的降塵、降噪措施，減少對周邊環(huán)境的污染。同時，要注重施工過程中的能源節(jié)約，采用節(jié)能型的施工設(shè)備和工藝，降低能源消耗。因地制宜：根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件、水文條件、周邊環(huán)境和工程要求等因素，制定針對性的支護系統(tǒng)設(shè)計方案。不同地區(qū)的地質(zhì)情況差異很大，如軟土地層、砂土地層、巖石地層等，其力學(xué)性質(zhì)和工程特性各不相同，因此需要選擇不同的支護結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計參數(shù)。周邊環(huán)境的差異也會對支護系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)生影響，如周邊建筑物的距離、地下管線的分布等。例如，在軟土地層中，由于土體的抗剪強度低、壓縮性高，容易產(chǎn)生較大的變形，因此需要選擇剛度較大的支護結(jié)構(gòu)形式，并加強對變形的控制；而在巖石地層中，可以利用巖石的自穩(wěn)能力，選擇較為簡單的支護形式。2.3.2設(shè)計流程地質(zhì)勘察：詳細的地質(zhì)勘察是支護系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。通過地質(zhì)鉆探、物探等手段，獲取基坑周邊的地層結(jié)構(gòu)、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位、不良地質(zhì)現(xiàn)象等信息。這些信息對于準(zhǔn)確評估基坑的穩(wěn)定性、選擇合適的支護結(jié)構(gòu)形式以及確定設(shè)計參數(shù)至關(guān)重要。在地質(zhì)勘察過程中，應(yīng)合理布置勘察點，確保勘察數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。對于重要的地鐵深基坑工程，還可能需要進行現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)土工試驗，以獲取更詳細的巖土參數(shù)。方案設(shè)計：根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果、基坑的規(guī)模和形狀、周邊環(huán)境條件以及工程的安全等級要求等因素，初步擬定多個可行的支護方案。對每個方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較分析，從安全性、經(jīng)濟性、施工便捷性、環(huán)保性等方面綜合評估，選擇最優(yōu)的方案。在方案設(shè)計階段，需要充分考慮各種因素的影響，發(fā)揮不同支護結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)勢，進行合理的組合和優(yōu)化。例如，對于一些基坑深度較大、周邊環(huán)境復(fù)雜的地鐵車站基坑，可以采用地下連續(xù)墻結(jié)合內(nèi)支撐的支護方案，同時根據(jù)具體情況，在局部區(qū)域采用土釘墻或其他支護形式進行輔助支護。計算分析：運用土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論，對選定的支護方案進行詳細的計算分析。計算內(nèi)容包括土壓力計算、支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計算、穩(wěn)定性驗算（如整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性、抗?jié)B穩(wěn)定性等）以及支撐體系的設(shè)計計算等。通過計算分析，確定支護結(jié)構(gòu)的尺寸、配筋、支撐的布置和參數(shù)等，確保支護系統(tǒng)滿足安全和變形控制要求。在計算分析過程中，應(yīng)采用科學(xué)合理的計算方法和軟件，考慮各種可能的工況和荷載組合，確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。施工圖設(shè)計：根據(jù)計算分析結(jié)果，繪制詳細的施工圖紙，包括支護結(jié)構(gòu)的平面布置圖、剖面圖、節(jié)點詳圖、配筋圖等。在施工圖中，明確標(biāo)注各種尺寸、材料規(guī)格、施工要求和技術(shù)參數(shù)等，為施工提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)。施工圖設(shè)計應(yīng)符合相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時要考慮施工的實際操作要求，確保圖紙的可實施性。在施工圖設(shè)計階段，還需要與其他專業(yè)進行協(xié)調(diào)配合，如結(jié)構(gòu)、給排水、電氣等專業(yè)，確保整個地鐵工程的設(shè)計完整性和合理性。設(shè)計優(yōu)化與審核：在設(shè)計過程中，根據(jù)實際情況和反饋意見，對設(shè)計方案進行不斷優(yōu)化。組織專家對設(shè)計進行審核，確保設(shè)計的合理性、安全性和經(jīng)濟性。設(shè)計優(yōu)化應(yīng)貫穿于整個設(shè)計過程中，通過對計算結(jié)果的分析和實際工程經(jīng)驗的總結(jié)，及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)和方案，提高設(shè)計的質(zhì)量和水平。專家審核可以從不同的角度對設(shè)計進行評估，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和風(fēng)險，提出改進建議，確保設(shè)計符合工程的要求和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。三、地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)存在的問題分析3.1支護結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理3.1.1未充分考慮地質(zhì)和水文條件地質(zhì)和水文條件是地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)，但在實際設(shè)計過程中，部分設(shè)計人員未能充分考慮這些因素，導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)與實際地質(zhì)和水文條件不匹配，埋下安全隱患。不同地區(qū)的地質(zhì)條件差異顯著，地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)等因素都會對基坑支護產(chǎn)生重要影響。在軟土地層中，土體的抗剪強度低、壓縮性高，容易產(chǎn)生較大的變形。若在設(shè)計支護結(jié)構(gòu)時，未充分考慮軟土的這些特性，按照常規(guī)地層條件進行設(shè)計，可能導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)的承載能力不足，無法有效約束土體變形，從而引發(fā)基坑坍塌等事故。一些地鐵工程在軟土地層中采用土釘支護結(jié)構(gòu)，但由于軟土的自穩(wěn)能力差，土釘無法提供足夠的錨固力，導(dǎo)致基坑邊坡出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。地下水位的高低和變化也會對基坑支護產(chǎn)生重要影響。高水位地區(qū)的基坑需要采取有效的降水和止水措施，以防止地下水對基坑的不利影響。若設(shè)計人員未準(zhǔn)確掌握地下水位的情況，未合理設(shè)計降水和止水方案，可能導(dǎo)致基坑內(nèi)出現(xiàn)大量積水，增加土體的重量和水壓力，降低土體的抗剪強度，進而影響支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一些基坑工程在施工過程中，由于降水措施不到位，導(dǎo)致基坑內(nèi)積水嚴(yán)重，土體軟化，支護結(jié)構(gòu)變形過大，危及工程安全。3.1.2設(shè)計參數(shù)取值不當(dāng)設(shè)計參數(shù)的取值直接影響支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)果和安全性，但在實際設(shè)計中，設(shè)計參數(shù)取值不當(dāng)?shù)膯栴}時有發(fā)生。土壓力是基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要荷載之一，準(zhǔn)確計算土壓力對于支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計至關(guān)重要。目前常用的土壓力計算方法有朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論等，但這些方法都有一定的假設(shè)條件和適用范圍。在實際工程中，若設(shè)計人員未根據(jù)具體的地質(zhì)條件和工程情況合理選擇土壓力計算方法，或者對計算參數(shù)的取值不準(zhǔn)確，可能導(dǎo)致土壓力計算結(jié)果與實際情況偏差較大，從而影響支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計安全性。一些工程在計算土壓力時，未考慮土體的蠕變特性和地下水的影響，導(dǎo)致計算出的土壓力偏小，支護結(jié)構(gòu)設(shè)計偏于不安全。支護結(jié)構(gòu)的強度和變形計算也是設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在計算支護結(jié)構(gòu)的強度和變形時，需要準(zhǔn)確確定結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)、截面尺寸等。若這些參數(shù)取值不合理，可能導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況不符。一些設(shè)計人員在確定支護樁的樁徑和配筋時，未充分考慮樁身的受力情況和變形要求，取值過小，導(dǎo)致支護樁在施工和使用過程中出現(xiàn)裂縫、變形過大等問題，影響支護結(jié)構(gòu)的正常使用。3.1.3結(jié)構(gòu)體系選擇不合理不同的地鐵工程深基坑具有不同的特點和要求，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的支護結(jié)構(gòu)體系。但在實際工程中，部分設(shè)計人員對各種支護結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點和適用條件了解不夠深入，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系選擇不合理。在一些基坑深度較大、周邊環(huán)境復(fù)雜的地鐵車站基坑工程中，應(yīng)優(yōu)先選擇剛度較大、止水性能好的地下連續(xù)墻或SMW工法樁等支護結(jié)構(gòu)體系。但如果設(shè)計人員選擇了剛度較小的土釘墻或排樁支護體系，可能無法滿足基坑的穩(wěn)定性和變形控制要求，導(dǎo)致基坑出現(xiàn)坍塌、周邊建筑物沉降等問題。一些地鐵車站基坑周邊建筑物密集，對變形控制要求極高，但設(shè)計人員卻采用了土釘墻支護結(jié)構(gòu)，由于土釘墻的墻體剛度較小，無法有效控制基坑的變形，導(dǎo)致周邊建筑物出現(xiàn)裂縫、傾斜等現(xiàn)象，給居民的生命財產(chǎn)安全帶來威脅。另一方面，在一些地質(zhì)條件較好、基坑深度較淺的情況下，若選擇過于復(fù)雜和昂貴的支護結(jié)構(gòu)體系，不僅會增加工程成本，還可能造成資源浪費。例如，在一些地質(zhì)條件良好的地區(qū)，基坑深度不超過5米，采用簡單的放坡開挖或土釘支護即可滿足要求，但設(shè)計人員卻選擇了地下連續(xù)墻等成本較高的支護結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致工程成本大幅增加。3.2施工質(zhì)量問題在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的建設(shè)中，施工質(zhì)量問題是影響支護系統(tǒng)可靠性和工程安全的關(guān)鍵因素之一。施工過程中，施工工藝不規(guī)范、材料質(zhì)量不合格、施工人員技能不足等問題，都可能引發(fā)支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量隱患，對工程的順利進行和周邊環(huán)境的安全構(gòu)成威脅。施工工藝不規(guī)范是導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題的重要原因之一。在基坑開挖過程中，若未按照設(shè)計要求和施工規(guī)范進行分層分段開挖，超挖、欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重，可能導(dǎo)致土體應(yīng)力分布不均，使支護結(jié)構(gòu)承受過大的荷載，從而引發(fā)支護結(jié)構(gòu)的變形和破壞。一些施工單位為了加快施工進度，在土方開挖時未嚴(yán)格控制開挖深度和坡度，導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)，支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至坍塌。在支護結(jié)構(gòu)的施工過程中，如灌注樁的成孔、鋼筋籠的下放、混凝土的澆筑等環(huán)節(jié)，若施工工藝不規(guī)范，也會影響支護結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。灌注樁成孔時垂直度控制不好，可能導(dǎo)致樁身傾斜，影響其承載能力；鋼筋籠下放不到位，會使鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力不足，降低樁身的強度。材料質(zhì)量不合格同樣會給支護結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。支護結(jié)構(gòu)所使用的材料，如鋼材、水泥、砂石等，其質(zhì)量直接關(guān)系到支護結(jié)構(gòu)的性能。若使用的鋼材強度不足、韌性差，在承受較大荷載時容易發(fā)生斷裂；水泥的標(biāo)號不夠、安定性不良，會影響混凝土的強度和耐久性；砂石的含泥量過高、級配不合理，會降低混凝土的和易性和強度。一些施工單位為了降低成本，采購質(zhì)量不合格的材料，或者對進場材料的檢驗把關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致不合格材料用于工程中，給支護結(jié)構(gòu)的安全埋下了隱患。某地鐵深基坑工程中，由于使用了含泥量超標(biāo)的砂石配制混凝土，導(dǎo)致混凝土的強度不達標(biāo)，支護樁在施工過程中出現(xiàn)了裂縫，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。施工人員技能不足也是影響施工質(zhì)量的重要因素。地鐵工程深基坑支護施工涉及到多個專業(yè)領(lǐng)域，對施工人員的技術(shù)水平和操作能力要求較高。若施工人員缺乏必要的專業(yè)知識和技能培訓(xùn)，對施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不熟悉，在施工過程中就容易出現(xiàn)操作失誤，影響施工質(zhì)量。一些新入職的施工人員，對灌注樁的施工工藝不了解，在混凝土澆筑時出現(xiàn)了堵管、斷樁等問題；對土釘墻的施工技術(shù)掌握不熟練，導(dǎo)致土釘?shù)腻^固力不足，影響了土釘墻的支護效果。部分施工人員的質(zhì)量意識淡薄，在施工過程中不嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程，隨意簡化施工工序，也會導(dǎo)致施工質(zhì)量問題的出現(xiàn)。施工質(zhì)量問題對地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的影響是多方面的。不僅會降低支護結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，增加基坑坍塌、滑坡等事故的發(fā)生概率，還會導(dǎo)致周邊建筑物、地下管線等受到損壞，給人民生命財產(chǎn)安全帶來威脅。施工質(zhì)量問題還可能導(dǎo)致工程返工、延誤工期，增加工程成本，影響工程的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，加強施工質(zhì)量控制，提高施工人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識，嚴(yán)格把控材料質(zhì)量和施工工藝，是確保地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)質(zhì)量和安全的關(guān)鍵。3.3監(jiān)測與維護不到位在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)中，監(jiān)測與維護是確?；影踩€(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。然而，在實際工程中，監(jiān)測與維護不到位的情況時有發(fā)生，給基坑工程帶來了潛在的安全風(fēng)險。土體變形監(jiān)測是深基坑監(jiān)測的重要內(nèi)容之一，它能夠?qū)崟r反映基坑周邊土體的變形情況，為判斷基坑的穩(wěn)定性提供重要依據(jù)。但在一些地鐵工程中，土體變形監(jiān)測存在缺失或不完善的問題。部分工程未按照規(guī)范要求合理布置監(jiān)測點，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)無法全面準(zhǔn)確地反映土體變形情況。一些監(jiān)測點的位置設(shè)置不合理，未能布置在關(guān)鍵部位，如基坑的角點、邊緣以及周邊建筑物附近等，使得這些重要區(qū)域的土體變形無法被及時監(jiān)測到。監(jiān)測頻率不足也是常見問題，不能根據(jù)基坑施工進度和變形情況及時調(diào)整監(jiān)測頻率。在基坑開挖初期，土體變形較小，監(jiān)測頻率可能較低，但隨著開挖深度的增加和施工的進行，土體變形可能會逐漸增大，此時若不及時增加監(jiān)測頻率，就可能無法及時發(fā)現(xiàn)變形的異常變化，錯過采取有效措施的最佳時機。監(jiān)測數(shù)據(jù)處理不及時也是一個突出問題。即使獲取了監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果不能及時對數(shù)據(jù)進行分析處理，也無法發(fā)揮監(jiān)測的作用。在實際工程中，由于監(jiān)測人員技術(shù)水平有限、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理流程繁瑣等原因，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)處理滯后。一些監(jiān)測人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)掌握不夠熟練，不能準(zhǔn)確識別數(shù)據(jù)中的異常信息，無法及時發(fā)現(xiàn)基坑存在的安全隱患。監(jiān)測數(shù)據(jù)處理流程中可能存在數(shù)據(jù)傳輸不及時、數(shù)據(jù)審核不嚴(yán)格等問題，使得數(shù)據(jù)處理工作不能按時完成，延誤了對基坑安全狀況的評估和決策。若監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示基坑土體變形速率突然增大，但由于數(shù)據(jù)處理不及時，未能及時采取相應(yīng)的加固措施，隨著時間的推移，土體變形可能會進一步加劇，最終導(dǎo)致基坑坍塌等嚴(yán)重事故。維護措施不當(dāng)同樣會對基坑安全構(gòu)成威脅。在基坑施工過程中，支護結(jié)構(gòu)可能會受到各種因素的影響，如土體變形、地下水侵蝕、施工荷載等，導(dǎo)致其性能下降。因此，需要及時采取有效的維護措施，確保支護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。但在實際工程中，維護措施往往存在不足。對支護結(jié)構(gòu)的檢查不及時、不全面，未能及時發(fā)現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)的損壞、變形等問題。一些工程在施工過程中，只是定期對支護結(jié)構(gòu)進行表面檢查，而忽視了對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測，如支撐體系的連接部位、灌注樁的樁身完整性等，這些部位的隱患若不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，可能會導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)的失效。在發(fā)現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)存在問題后，未能采取有效的修復(fù)措施也是常見問題。一些施工單位在處理支護結(jié)構(gòu)的損壞時，只是簡單地進行表面修復(fù)，而沒有從根本上解決問題，如對支撐體系的松動部位只是進行簡單的緊固，而沒有分析松動的原因并采取相應(yīng)的加固措施，這樣可能會導(dǎo)致問題再次出現(xiàn)，影響基坑的安全。當(dāng)基坑周邊出現(xiàn)土體裂縫時，若不及時進行封堵和加固，雨水可能會滲入裂縫，進一步軟化土體，增大土體的側(cè)壓力，從而危及支護結(jié)構(gòu)的安全。3.4事故案例分析以杭州地鐵湘湖站基坑坍塌事故為例，該事故發(fā)生于2008年11月15日15時15分左右，湘湖站為杭州地鐵一號線的起始站，發(fā)生事故的2號基坑長107.8m，寬21.05m，基坑深度15.7-16.3m。此次事故造成21人死亡、1人重傷、3人輕傷，直接經(jīng)濟損失達4962萬余元，是中國地鐵修建史上極其慘痛的事故。經(jīng)專家組調(diào)查分析，此次事故原因主要包括以下幾個方面：一是地質(zhì)條件復(fù)雜，杭州的土質(zhì)特殊，發(fā)生事故的路段屬于淤泥質(zhì)粘土，含水的流失性強，這種特殊的地質(zhì)條件對基坑支護提出了極高的要求，但在設(shè)計和施工過程中，未能充分考慮土質(zhì)特性對基坑穩(wěn)定性的影響。二是周邊環(huán)境影響，緊鄰基坑的風(fēng)情大道作為交通主干道，來往車流量大，負載量很大，給基坑西面的承重墻帶來太大沖擊，增加了基坑支護結(jié)構(gòu)的外部荷載，超出了其設(shè)計承載能力。三是氣候因素影響，十月份杭州出現(xiàn)的一次罕見的持續(xù)性降雨過程，使得地底沙土地流動性進一步加大，土體的抗剪強度降低，導(dǎo)致基坑周邊土體的穩(wěn)定性下降。四是施工違規(guī)操作，施工單位違規(guī)施工、冒險作業(yè)、基坑嚴(yán)重超挖，支撐系統(tǒng)存在嚴(yán)重缺陷且鋼管支撐架設(shè)不及時，墊層未及時澆筑，這些違規(guī)行為嚴(yán)重破壞了基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因。五是監(jiān)測失效問題，監(jiān)測單位施工監(jiān)測失效，監(jiān)測內(nèi)容及測點數(shù)量不滿足規(guī)范要求，部分監(jiān)測內(nèi)容的測試方法存在嚴(yán)重缺陷，甚至提供偽造的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使得無法及時發(fā)現(xiàn)基坑的安全隱患，錯過采取有效措施的時機。從這起事故中可以總結(jié)出以下經(jīng)驗教訓(xùn)：在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計前，必須進行詳細、全面的地質(zhì)勘察，準(zhǔn)確掌握地質(zhì)條件和水文情況，為支護系統(tǒng)設(shè)計提供可靠依據(jù)。同時，要充分考慮周邊環(huán)境因素，如建筑物、道路、地下管線等對基坑的影響，合理設(shè)計支護結(jié)構(gòu)，確保其能夠承受各種外部荷載。在施工過程中，施工單位必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程，嚴(yán)禁違規(guī)施工和冒險作業(yè)，確保施工質(zhì)量和安全。要加強對施工過程的管理和監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的問題，確保各項施工措施落實到位。監(jiān)測單位應(yīng)切實履行職責(zé)，按照規(guī)范要求進行監(jiān)測，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性。要及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況及時調(diào)整施工方案和支護措施，實現(xiàn)信息化施工，確保基坑的安全穩(wěn)定。這起事故也凸顯了地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)問題的嚴(yán)重性，任何一個環(huán)節(jié)的疏忽都可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此必須高度重視地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的設(shè)計、施工和監(jiān)測工作，采取有效措施確保其安全可靠。四、影響地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計的因素4.1地質(zhì)條件地質(zhì)條件是影響地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵因素之一，不同的地質(zhì)條件對支護結(jié)構(gòu)的選型、設(shè)計參數(shù)以及施工工藝都有著重要影響。4.1.1土層性質(zhì)土層性質(zhì)包括土體的物理力學(xué)性質(zhì)，如土體的密度、含水量、孔隙比、抗剪強度、壓縮性等，這些性質(zhì)直接關(guān)系到基坑的穩(wěn)定性和支護結(jié)構(gòu)的受力情況。在軟土地層中，土體的抗剪強度低、壓縮性高，這使得基坑在開挖過程中容易產(chǎn)生較大的變形和位移。軟土的靈敏度較高，受到擾動后強度會顯著降低，進一步增加了基坑支護的難度。在這種地質(zhì)條件下，需要選擇剛度較大的支護結(jié)構(gòu)，如地下連續(xù)墻、排樁等，并加強對基坑變形的監(jiān)測和控制。為了提高基坑的穩(wěn)定性，還可能需要對軟土地基進行加固處理，如采用深層攪拌樁、高壓旋噴樁等方法，提高土體的強度和抗變形能力。在上海等軟土地層地區(qū)的地鐵建設(shè)中，地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，以有效抵抗軟土的變形和壓力。而在砂土地層中，土體的滲透性較強，容易發(fā)生流砂和管涌等現(xiàn)象。流砂是指在地下水的動水壓力作用下，細顆粒土隨水流動的現(xiàn)象；管涌則是指在滲流作用下，土體中的細顆粒通過粗顆粒形成的孔隙被帶出的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象會導(dǎo)致基坑周圍土體的穩(wěn)定性下降，甚至引發(fā)基坑坍塌。因此，在砂土地層中進行基坑支護設(shè)計時，需要特別注意止水和排水措施的設(shè)計。可以采用止水帷幕，如高壓旋噴樁止水帷幕、深層攪拌樁止水帷幕等，阻止地下水的滲入；同時，合理設(shè)置排水系統(tǒng)，及時排除基坑內(nèi)的積水，降低地下水的壓力。在一些砂層較厚的地區(qū)，還可以采用井點降水等方法，降低地下水位，確保基坑施工的安全。4.1.2地下水位地下水位的高低和變化對地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計有著重要影響，主要體現(xiàn)在水壓力、土體強度和穩(wěn)定性以及支護結(jié)構(gòu)耐久性等方面。地下水位的存在會使基坑支護結(jié)構(gòu)承受額外的水壓力，水壓力的大小與水位高度和水的重度有關(guān)。水位越高，水壓力越大，對支護結(jié)構(gòu)的承載能力要求就越高。在設(shè)計支護結(jié)構(gòu)時，必須準(zhǔn)確計算水壓力，并根據(jù)水壓力的大小選擇合適的支護結(jié)構(gòu)形式和尺寸，以確保支護結(jié)構(gòu)能夠承受水壓力的作用。在高水位地區(qū)，地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)需要具備足夠的厚度和強度，以抵抗較大的水壓力。地下水位的變化會對土體的強度和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r，土體中的有效應(yīng)力增加，可能導(dǎo)致土體產(chǎn)生壓縮變形，從而使基坑周圍土體的沉降增大。地下水位下降還可能引起土體的干裂，降低土體的抗剪強度，增加基坑邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險。相反，當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r，土體處于飽和狀態(tài)，其抗剪強度會降低，土體的自重增加，也會對基坑的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。在設(shè)計支護系統(tǒng)時，需要充分考慮地下水位變化對土體的影響，采取相應(yīng)的措施來保證基坑的穩(wěn)定。例如，通過設(shè)置回灌井等措施，控制地下水位的變化幅度，減少對土體的不利影響。地下水位較高時，支護結(jié)構(gòu)長期處于潮濕環(huán)境中，容易受到地下水的侵蝕，從而影響支護結(jié)構(gòu)的耐久性。地下水可能含有各種化學(xué)成分，如酸、堿、鹽等，這些成分會與支護結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的性能下降，如鋼筋銹蝕、混凝土碳化等。在選擇支護結(jié)構(gòu)材料時，需要考慮材料的耐腐蝕性，采用耐腐蝕的鋼材、混凝土等材料，或者對支護結(jié)構(gòu)進行防腐處理，如涂刷防腐涂料、采用陰極保護等措施，延長支護結(jié)構(gòu)的使用壽命。4.1.3不良地質(zhì)現(xiàn)象在地鐵工程深基坑建設(shè)中，不良地質(zhì)現(xiàn)象如溶洞、斷層、滑坡等會給基坑支護帶來極大的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重影響基坑的穩(wěn)定性和施工安全。溶洞是巖溶地區(qū)常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象，其存在會導(dǎo)致基坑周圍土體的不均勻性增加，使支護結(jié)構(gòu)的受力變得復(fù)雜。溶洞的頂板可能因強度不足而發(fā)生坍塌，引發(fā)基坑周圍土體的塌陷和變形。在遇到溶洞時，需要對溶洞進行詳細的勘察，了解溶洞的大小、位置、形狀以及充填情況等信息。根據(jù)溶洞的具體情況，采取相應(yīng)的處理措施，如對溶洞進行填充加固，可采用注漿、混凝土填充等方法，增強溶洞頂板的承載能力；對于較大的溶洞，可能需要采用跨越措施，如設(shè)置梁、板等結(jié)構(gòu)，跨越溶洞，確?；又ёo結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在一些巖溶地區(qū)的地鐵施工中，通過對溶洞進行注漿填充處理，有效解決了溶洞對基坑支護的影響，保證了工程的順利進行。斷層是巖石受力發(fā)生破裂，沿破裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生顯著相對位移的斷裂構(gòu)造。斷層帶的巖石破碎，力學(xué)性質(zhì)較差，容易導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)。斷層還可能導(dǎo)致地下水的滲漏和涌水問題，增加基坑施工的難度和風(fēng)險。在設(shè)計支護系統(tǒng)時，需要對斷層的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等進行詳細的勘察和分析。對于靠近斷層的基坑，應(yīng)采取加強支護措施，如增加支護結(jié)構(gòu)的剛度和強度，加密支撐體系等，以提高基坑的穩(wěn)定性。同時，要做好地下水的封堵和排水工作，防止地下水對基坑的不利影響。在斷層附近的基坑施工中，采用了地下連續(xù)墻結(jié)合內(nèi)支撐的加強支護形式，并配合有效的止水措施，成功解決了斷層帶來的問題?；率侵感逼律系耐馏w或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。如果基坑位于滑坡體上或者滑坡影響范圍內(nèi)，基坑開挖可能會破壞滑坡體的原有平衡狀態(tài)，引發(fā)滑坡的發(fā)生。在這種情況下，需要對滑坡進行詳細的勘察和分析，評估滑坡的穩(wěn)定性和對基坑的影響程度。根據(jù)評估結(jié)果，采取相應(yīng)的防治措施，如卸載、反壓、排水等，以增強滑坡體的穩(wěn)定性。同時，在基坑支護設(shè)計中，要充分考慮滑坡的影響，采用合適的支護結(jié)構(gòu)和施工方法，確保基坑施工的安全。在一些山區(qū)地鐵建設(shè)中，通過對滑坡體進行卸載和反壓處理，并結(jié)合合理的基坑支護設(shè)計，有效避免了滑坡對基坑的危害。4.2周邊環(huán)境地鐵工程通常位于城市的核心區(qū)域，周邊環(huán)境復(fù)雜多樣，包含建筑物、地下管線以及道路交通等多種因素。這些因素不僅對基坑的開挖和支護施工造成了一定限制，還對支護系統(tǒng)的設(shè)計提出了更為嚴(yán)格的要求。4.2.1周邊建筑物影響周邊建筑物是影響地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計的重要因素之一。不同類型、結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式的建筑物對基坑施工的響應(yīng)各不相同，因此在設(shè)計支護系統(tǒng)時，必須充分考慮周邊建筑物的具體情況。高層建筑物通常具有較大的自重和基礎(chǔ)荷載，其基礎(chǔ)形式多為樁基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。在基坑開挖過程中，若支護系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)致基坑周邊土體產(chǎn)生過大的變形和位移，可能會使高層建筑物的基礎(chǔ)受到影響，進而引發(fā)建筑物的沉降、傾斜甚至開裂等問題。在某地鐵車站基坑施工中，由于基坑緊鄰一座高層寫字樓，施工單位在設(shè)計支護系統(tǒng)時，充分考慮了寫字樓的基礎(chǔ)形式和承載能力，采用了剛度較大的地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，并加強了對基坑變形的監(jiān)測和控制。在施工過程中，通過實時監(jiān)測建筑物的沉降和傾斜情況，及時調(diào)整支護措施，確保了寫字樓的安全。而對于一些年代久遠的老舊建筑物，其結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)可能相對薄弱，對基坑施工的變形更為敏感。這些建筑物的基礎(chǔ)可能是淺基礎(chǔ)，如條形基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)，其承載能力和抗變形能力較差。在這種情況下，基坑開挖和支護施工對老舊建筑物的影響更大，稍有不慎就可能導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。因此，在設(shè)計支護系統(tǒng)時，需要采取更加嚴(yán)格的控制措施，如減小基坑開挖的尺寸和深度，增加支護結(jié)構(gòu)的強度和剛度，采用先進的施工工藝和技術(shù)，減少對周邊土體的擾動等。在某城市的地鐵建設(shè)中，基坑周邊有一座建于上世紀(jì)的老舊居民樓，為了確保居民樓的安全，施工單位在基坑支護設(shè)計中，采用了SMW工法樁結(jié)合內(nèi)支撐的支護形式，并在施工前對居民樓進行了詳細的結(jié)構(gòu)檢測和評估。在施工過程中，通過加密監(jiān)測點、實時監(jiān)測建筑物的變形情況，及時采取了加固和保護措施，保證了居民樓在施工期間的安全。4.2.2地下管線影響地鐵工程所在區(qū)域的地下管線種類繁多，包括供水、排水、燃氣、電力、通信等管線。這些管線分布復(fù)雜，縱橫交錯，與基坑的相對位置關(guān)系也各不相同。地下管線的存在對基坑支護系統(tǒng)的設(shè)計和施工提出了很高的要求，一旦在施工過程中損壞地下管線，不僅會影響基坑的正常施工，還可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，給城市的正常運行和居民的生活帶來極大的不便。供水和排水管線破裂可能導(dǎo)致基坑內(nèi)積水，增加土體的重量和水壓力，降低土體的抗剪強度，從而影響基坑的穩(wěn)定性。燃氣管道破裂則可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸，危及施工人員和周邊居民的生命財產(chǎn)安全。電力和通信管線的損壞會導(dǎo)致停電和通信中斷，影響城市的正常運轉(zhuǎn)。在設(shè)計支護系統(tǒng)時，必須準(zhǔn)確掌握地下管線的位置、走向、管徑、材質(zhì)等信息，并根據(jù)這些信息制定合理的保護措施。對于距離基坑較近的地下管線，可采用支托、懸吊等方法進行保護，確保管線在基坑施工過程中的安全。在某地鐵車站基坑施工中，發(fā)現(xiàn)基坑周邊有一條供水主管線，距離基坑較近。為了保護該管線，施工單位采用了鋼支撐和槽鋼對管線進行支托，同時在施工過程中加強對管線的監(jiān)測，確保了供水管線的安全。還可以通過調(diào)整基坑支護結(jié)構(gòu)的形式和施工方法，避開地下管線。對于一些無法避開的重要管線，可與相關(guān)部門協(xié)商，對管線進行改遷，以滿足基坑施工的要求。在改遷過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行施工，確保改遷后的管線能夠正常運行。4.2.3道路交通影響地鐵工程多位于城市交通繁忙的區(qū)域，基坑施工不可避免地會對周邊道路交通產(chǎn)生影響。而道路交通的運行狀況也會對基坑支護系統(tǒng)的設(shè)計和施工產(chǎn)生重要的限制和要求?；邮┕ねǔＰ枰加靡欢ǖ牡缆房臻g，導(dǎo)致交通擁堵和通行不暢。為了減少施工對交通的影響，在設(shè)計支護系統(tǒng)時，需要考慮施工場地的布置和交通組織方案。合理規(guī)劃施工場地，盡量減少施工材料和設(shè)備的堆放對道路的占用，設(shè)置合理的施工圍擋，確保行人和車輛的安全通行。在某地鐵車站基坑施工中，施工單位通過與交通管理部門合作，制定了詳細的交通組織方案。在施工場地周邊設(shè)置了交通引導(dǎo)標(biāo)志和信號燈，合理調(diào)整了交通流線，同時采用分段施工的方式，減少了施工對道路通行的影響。在基坑施工過程中，重型施工車輛的頻繁行駛會對基坑周邊的土體產(chǎn)生振動和附加荷載，可能影響基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計支護系統(tǒng)時，需要考慮交通荷載的作用，對支護結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的加強和加固。增加支護結(jié)構(gòu)的剛度和強度，設(shè)置緩沖層或隔振措施，減少交通荷載對基坑的影響。在一些交通流量較大的地段，還需要對基坑周邊的道路進行加固處理，確保道路的承載能力滿足施工車輛的通行要求。在某地鐵線路施工中，由于基坑位于城市主干道旁，施工單位在基坑支護設(shè)計中，對靠近道路一側(cè)的支護結(jié)構(gòu)進行了加強，增加了支撐的數(shù)量和強度，并在道路與基坑之間設(shè)置了隔振溝，有效減少了交通荷載對基坑的影響。4.3施工條件施工條件是影響地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計和實施的重要因素，涵蓋施工場地條件、施工設(shè)備以及施工工藝等多個方面，這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響，對支護系統(tǒng)的設(shè)計和施工起著關(guān)鍵作用。施工場地條件對支護系統(tǒng)設(shè)計有著直接的影響。場地的大小決定了施工設(shè)備的停放和材料堆放的空間。若場地狹窄，大型施工設(shè)備可能無法正常停放和作業(yè)，這就限制了一些需要大型設(shè)備施工的支護結(jié)構(gòu)形式的選擇。在城市中心區(qū)域的地鐵施工中，場地周圍建筑物密集，可利用的施工場地有限，可能無法采用需要大面積場地的鋼板樁施工設(shè)備，而應(yīng)選擇占地較小的地下連續(xù)墻或SMW工法樁等支護形式。場地的平整度也會影響施工的便利性和安全性。不平整的場地可能導(dǎo)致施工設(shè)備的穩(wěn)定性下降，增加施工風(fēng)險。在施工前，需要對場地進行平整和處理，確保施工設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定地運行。場地的地質(zhì)條件除了影響支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計外，還會影響施工方法的選擇。如在軟土地層中，施工設(shè)備的行走和作業(yè)可能會受到土體的承載力限制，需要采取相應(yīng)的加固措施，如鋪設(shè)鋼板、填筑墊層等，以提高土體的承載力，保證施工設(shè)備的正常運行。施工設(shè)備是實現(xiàn)支護系統(tǒng)設(shè)計方案的重要工具，其性能和類型直接影響支護系統(tǒng)的施工質(zhì)量和進度。不同的支護結(jié)構(gòu)形式需要不同的施工設(shè)備。地下連續(xù)墻施工需要使用成槽機，如液壓抓斗成槽機、多頭鉆成槽機等，這些設(shè)備能夠在地下挖掘出符合設(shè)計要求的溝槽，為后續(xù)的混凝土澆筑提供空間。灌注樁施工則需要鉆孔灌注樁機，包括旋挖鉆機、沖擊鉆機等，通過這些設(shè)備在地基中鉆孔，然后下放鋼筋籠、澆筑混凝土，形成灌注樁。若施工設(shè)備的性能不足，如成槽機的成槽精度不夠，可能導(dǎo)致地下連續(xù)墻的墻體垂直度偏差過大，影響墻體的止水和承載能力；鉆孔灌注樁機的鉆進速度過慢，會延長施工周期，增加工程成本。施工設(shè)備的數(shù)量也會影響施工進度。若設(shè)備數(shù)量不足，無法滿足施工的需求，會導(dǎo)致施工效率低下，延誤工期。在施工過程中，還需要對施工設(shè)備進行定期的維護和保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運行，避免因設(shè)備故障而影響施工進度和質(zhì)量。施工工藝是將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為實際工程的具體方法和步驟，其合理性和先進性對支護系統(tǒng)的質(zhì)量和安全性有著至關(guān)重要的影響。不同的支護結(jié)構(gòu)形式有其相應(yīng)的施工工藝，且每種施工工藝都有其特定的施工流程和技術(shù)要求。排樁支護施工工藝中，灌注樁的施工流程包括測量放線、鉆孔、清孔、下放鋼筋籠、澆筑混凝土等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。在鉆孔過程中，要控制好鉆孔的垂直度和孔徑，避免出現(xiàn)斜孔、縮徑等問題；在澆筑混凝土?xí)r，要確?；炷恋臐仓|(zhì)量，防止出現(xiàn)斷樁、夾泥等缺陷。土釘支護施工工藝中，土釘?shù)拇蛉虢嵌?、深度以及噴射混凝土的厚度和強度等都需要?yán)格按照設(shè)計要求進行施工。若土釘?shù)拇蛉虢嵌炔粶?zhǔn)確，會影響土釘?shù)腻^固效果；噴射混凝土的厚度不足或強度不夠，會降低土釘墻的支護能力。隨著科技的不斷進步，新的施工工藝不斷涌現(xiàn)，如逆作法、半逆作法等。這些新工藝在提高施工效率、保證施工質(zhì)量、減少對周邊環(huán)境影響等方面具有明顯的優(yōu)勢。逆作法施工是先施工地下結(jié)構(gòu)的頂板，然后在頂板的保護下進行地下結(jié)構(gòu)的分層施工，這種工藝可以有效減少基坑的變形，縮短施工周期，同時還能減少對周邊建筑物和地下管線的影響。在選擇施工工藝時，需要綜合考慮工程的實際情況、施工條件以及成本等因素，選擇最適合的施工工藝，以確保支護系統(tǒng)的設(shè)計和施工能夠達到預(yù)期的效果。4.4其他因素在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計中，除了地質(zhì)條件、周邊環(huán)境和施工條件等主要因素外，工程預(yù)算、施工工期以及安全標(biāo)準(zhǔn)等其他因素也對支護系統(tǒng)設(shè)計決策有著重要的綜合影響。工程預(yù)算是支護系統(tǒng)設(shè)計中不可忽視的因素。支護系統(tǒng)的成本涵蓋材料費用、施工費用、監(jiān)測費用以及維護費用等多個方面。不同的支護結(jié)構(gòu)形式在材料選擇和施工工藝上存在差異，導(dǎo)致成本也有所不同。地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)由于其施工工藝復(fù)雜，需要專業(yè)的成槽設(shè)備和大量的鋼筋、混凝土等材料，成本相對較高；而土釘墻支護結(jié)構(gòu)施工工藝相對簡單，材料成本較低，整體成本也相對較低。在實際工程中，若工程預(yù)算有限，可能會限制一些成本較高的支護結(jié)構(gòu)形式的選擇。一些小型地鐵站點的建設(shè)，由于資金預(yù)算緊張，在支護結(jié)構(gòu)選型時，可能會優(yōu)先考慮成本較低的土釘墻或簡易排樁支護結(jié)構(gòu)，而放棄地下連續(xù)墻等成本較高的支護形式。但在考慮成本的同時，不能忽視支護結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，若為了降低成本而選擇不適合工程實際情況的支護結(jié)構(gòu)，可能會導(dǎo)致工程質(zhì)量問題和安全事故，反而增加后期的維修和整改成本。因此，在工程預(yù)算的約束下，需要在成本和安全性之間尋求平衡，通過優(yōu)化設(shè)計和施工方案，降低成本的同時確保支護系統(tǒng)的可靠性。施工工期對支護系統(tǒng)設(shè)計也有著重要影響。不同的支護結(jié)構(gòu)形式和施工工藝所需的施工時間不同。鋼板樁支護結(jié)構(gòu)施工速度快，能夠在較短的時間內(nèi)完成支護施工，對于工期緊張的地鐵工程具有一定的優(yōu)勢；而地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)施工工藝復(fù)雜，施工周期相對較長。在一些地鐵線路的緊急搶修或臨時工程中，由于工期要求緊迫，可能會選擇施工速度快的鋼板樁支護結(jié)構(gòu)，以盡快完成基坑支護，保證工程的順利進行。施工工期還會受到施工場地條件、施工設(shè)備和施工人員等因素的影響。若施工場地狹窄，大型施工設(shè)備無法正常作業(yè)，可能會延長施工時間，影響工期。在這種情況下，需要選擇適合場地條件的支護結(jié)構(gòu)形式和施工工藝，以確保施工工期的可控性。同時，合理安排施工進度，優(yōu)化施工流程，提高施工效率，也是在施工工期約束下需要考慮的重要因素。安全標(biāo)準(zhǔn)是地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計的首要準(zhǔn)則，直接關(guān)系到工程的安全和人員的生命財產(chǎn)安全。不同的地鐵工程根據(jù)其重要性、周邊環(huán)境和地質(zhì)條件等因素，會確定相應(yīng)的安全等級，安全等級的不同對應(yīng)著不同的安全標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。對于位于城市中心區(qū)域、周邊建筑物密集的地鐵車站基坑，由于其對周邊環(huán)境的影響較大，安全等級通常較高，對支護結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性要求也更為嚴(yán)格。在設(shè)計時，需要采用更為保守的設(shè)計參數(shù)和更可靠的支護結(jié)構(gòu)形式，增加支護結(jié)構(gòu)的強度和剛度，加密支撐體系，提高基坑的整體穩(wěn)定性。嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)還要求在施工過程中加強對基坑變形、土體位移、地下水位變化等參數(shù)的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患。安全標(biāo)準(zhǔn)的提高可能會導(dǎo)致工程成本的增加和施工難度的加大，但這是確保工程安全的必要措施，在設(shè)計和施工過程中必須嚴(yán)格遵守安全標(biāo)準(zhǔn)，不能為了追求成本或工期而降低安全要求。五、地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法5.1優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)與思路地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計旨在實現(xiàn)多目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化，在確?；邮┕ぐ踩煽康幕A(chǔ)上，盡可能降低工程成本，并縮短施工工期，以提高工程的綜合效益。提高安全性是優(yōu)化設(shè)計的首要目標(biāo)。地鐵工程深基坑施工安全至關(guān)重要，一旦發(fā)生安全事故，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，還可能危及人員生命安全。通過優(yōu)化設(shè)計，合理選擇支護結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計參數(shù)，能夠有效提高支護系統(tǒng)的承載能力和穩(wěn)定性，增強對基坑周邊土體的約束，降低基坑坍塌、滑坡等事故的發(fā)生概率。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，通過增加支護結(jié)構(gòu)的剛度和強度，優(yōu)化支撐體系的布置，提高支護系統(tǒng)對土體變形的控制能力，確保基坑在施工過程中的安全穩(wěn)定。降低成本也是優(yōu)化設(shè)計的重要目標(biāo)之一。在滿足工程安全要求的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計降低工程成本，對于提高工程的經(jīng)濟效益具有重要意義?？梢酝ㄟ^合理選擇支護結(jié)構(gòu)形式和材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，減少不必要的材料浪費和施工工序，降低工程的直接成本。通過優(yōu)化施工工藝和施工組織，減少施工過程中的風(fēng)險和事故，避免因工期延誤和工程返工帶來的經(jīng)濟損失，降低工程的間接成本。在一些地質(zhì)條件較好的區(qū)域，采用成本較低的土釘墻支護結(jié)構(gòu)，替代部分傳統(tǒng)的排樁支護結(jié)構(gòu)，在保證安全的同時，有效降低了工程成本。縮短工期同樣不容忽視。地鐵工程建設(shè)對城市交通和居民生活有著較大影響，縮短施工工期可以減少對城市正常運行的干擾，早日發(fā)揮地鐵的社會效益。通過優(yōu)化設(shè)計，選擇施工速度快、效率高的支護結(jié)構(gòu)形式和施工工藝，合理安排施工進度，能夠有效縮短施工工期。采用裝配式支護結(jié)構(gòu)，減少現(xiàn)場施工時間；利用先進的施工技術(shù)和設(shè)備，提高施工效率，從而縮短整個工程的建設(shè)周期。地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的思路是綜合考慮地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工條件等多方面因素，運用系統(tǒng)工程的方法，對支護系統(tǒng)進行全面、深入的分析和優(yōu)化。具體而言，在設(shè)計前期，需要對地質(zhì)條件進行詳細勘察，準(zhǔn)確掌握地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、地下水位等信息；充分了解周邊建筑物、地下管線、道路交通等環(huán)境因素，評估其對基坑施工的影響。根據(jù)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，初步擬定多個可行的支護方案，并對每個方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析，從安全性、經(jīng)濟性、施工便捷性、環(huán)保性等方面進行綜合比較，篩選出較優(yōu)的方案。運用數(shù)值模擬、力學(xué)分析等方法，對篩選出的方案進行詳細的計算和分析，進一步優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)的參數(shù)，如樁徑、樁間距、支撐位置等，確保支護系統(tǒng)在滿足安全要求的前提下，實現(xiàn)成本和工期的優(yōu)化。在施工過程中，根據(jù)實際情況對設(shè)計方案進行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，確保支護系統(tǒng)的有效性和適應(yīng)性。5.2基于多目標(biāo)優(yōu)化理論的方法多目標(biāo)優(yōu)化理論作為一種先進的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)設(shè)計中具有重要的應(yīng)用價值。它能夠綜合考慮多個相互沖突的目標(biāo)，如安全性、經(jīng)濟性和施工便利性等，通過構(gòu)建合理的優(yōu)化模型，尋求滿足多個目標(biāo)的最優(yōu)解或Pareto最優(yōu)解集，為支護系統(tǒng)設(shè)計提供科學(xué)的決策依據(jù)。在構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型時，需確定安全、經(jīng)濟、施工等目標(biāo)函數(shù)，這些函數(shù)相互關(guān)聯(lián)又相互制約。安全目標(biāo)函數(shù)旨在保障基坑施工過程中的穩(wěn)定性和周邊環(huán)境的安全性。以排樁支護結(jié)構(gòu)為例，安全目標(biāo)函數(shù)可通過計算排樁的內(nèi)力和變形來衡量。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和土力學(xué)原理，排樁在土壓力和水壓力等荷載作用下會產(chǎn)生內(nèi)力和變形，如彎矩、剪力和水平位移等。安全目標(biāo)函數(shù)可表示為：f_{s}=\min\left(\sum_{i=1}^{n}\left(\frac{M_{i}}{M_{i}^{allow}}\right)^{2}+\sum_{i=1}^{n}\left(\frac{V_{i}}{V_{i}^{allow}}\right)^{2}+\sum_{i=1}^{n}\left(\frac{\delta_{i}}{\delta_{i}^{allow}}\right)^{2}\right)其中，M_{i}、V_{i}、\delta_{i}分別為第i根排樁的彎矩、剪力和水平位移；M_{i}^{allow}、V_{i}^{allow}、\delta_{i}^{allow}分別為第i根排樁的彎矩、剪力和水平位移的允許值；n為排樁的總數(shù)。該函數(shù)通過最小化排樁的內(nèi)力和變形與允許值的比值平方和，確保排樁在安全范圍內(nèi)工作，從而保證基坑的穩(wěn)定性。經(jīng)濟目標(biāo)函數(shù)主要考慮支護系統(tǒng)的建設(shè)成本，包括材料費用、施工費用、設(shè)備租賃費用等。對于地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟目標(biāo)函數(shù)可表示為：f_{e}=\min\left(C_{m}A+C_{c}L+C_{eq}t\right)其中，C_{m}為地下連續(xù)墻材料的單位成本，如每立方米混凝土的價格和每千克鋼筋的價格；A為地下連續(xù)墻的混凝土體積和鋼筋用量；C_{c}為施工費用的單位成本，如每延長米的施工費用；L為地下連續(xù)墻的長度；C_{eq}為施工設(shè)備租賃費用的單位成本，如每天的設(shè)備租賃費用；t為施工工期。通過最小化經(jīng)濟目標(biāo)函數(shù)，可在滿足安全要求的前提下，降低支護系統(tǒng)的建設(shè)成本。施工目標(biāo)函數(shù)關(guān)注施工的便捷性和效率，可通過施工工期、施工難度等指標(biāo)來體現(xiàn)。以土釘墻支護結(jié)構(gòu)為例，施工目標(biāo)函數(shù)可表示為：f_{c}=\min\left(t+\sum_{i=1}^{m}D_{i}\right)其中，t為施工工期，可根據(jù)施工工藝和施工進度計劃確定；D_{i}為第i個施工工序的施工難度系數(shù)，可通過專家打分或經(jīng)驗值確定；m為施工工序的總數(shù)。通過最小化施工目標(biāo)函數(shù)，可提高施工效率，縮短施工周期，減少施工對周邊環(huán)境的影響。在實際應(yīng)用中，多目標(biāo)優(yōu)化問題通常沒有唯一的最優(yōu)解，而是存在一組Pareto最優(yōu)解。Pareto最優(yōu)解是指在多個目標(biāo)之間不存在絕對的優(yōu)劣關(guān)系，任何一個解在某個目標(biāo)上的改進都必然導(dǎo)致其他目標(biāo)的惡化。為求解多目標(biāo)優(yōu)化模型，可采用遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法、模擬退火算法等智能優(yōu)化算法。以遺傳算法為例，其基本思想是模擬生物進化過程中的遺傳和變異機制，通過選擇、交叉和變異等操作，不斷迭代優(yōu)化種群，逐步逼近Pareto最優(yōu)解集。在應(yīng)用遺傳算法求解地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化問題時，首先需對支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)進行編碼，如排樁的樁徑、樁間距、地下連續(xù)墻的厚度等，形成染色體。然后，根據(jù)安全、經(jīng)濟、施工等目標(biāo)函數(shù)計算每個染色體的適應(yīng)度值，適應(yīng)度值越高表示該染色體在多目標(biāo)優(yōu)化中的性能越好。接著，通過選擇操作從種群中選擇適應(yīng)度較高的染色體作為父代，通過交叉和變異操作生成子代。不斷重復(fù)上述過程，直到滿足終止條件，得到一組Pareto最優(yōu)解。決策者可根據(jù)工程實際情況和自身偏好，從Pareto最優(yōu)解集中選擇最合適的支護方案。5.3數(shù)值模擬技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠通過對基坑開挖和支護過程的模擬分析，為優(yōu)化設(shè)計提供有力的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)指導(dǎo)。在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計中，F(xiàn)LAC3D是一款常用的數(shù)值模擬軟件，它基于有限差分法，能夠有效模擬巖土材料的力學(xué)行為和變形過程。在某地鐵車站深基坑工程中，運用FLAC3D軟件進行數(shù)值模擬，首先根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，建立準(zhǔn)確的三維地質(zhì)模型，包括地層分布、巖土力學(xué)參數(shù)等信息。同時，依據(jù)設(shè)計方案構(gòu)建支護結(jié)構(gòu)模型，如地下連續(xù)墻、支撐體系等。通過設(shè)置合理的邊界條件和初始條件，模擬基坑開挖和支護的全過程。在模擬過程中，將基坑開挖劃分為多個階段，每個階段模擬相應(yīng)的開挖深度和支護施工步驟。隨著開挖的進行，土體的應(yīng)力和變形狀態(tài)不斷變化，F(xiàn)LAC3D軟件能夠?qū)崟r計算并輸出這些變化數(shù)據(jù)。通過對模擬結(jié)果的分析，可以直觀地了解基坑在不同開挖階段的變形情況，包括基坑周邊土體的沉降、水平位移以及支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形等。例如，模擬結(jié)果顯示，在基坑開挖至一定深度時，基坑周邊土體出現(xiàn)了較大的沉降，且靠近基坑邊緣的沉降值明顯大于遠離基坑的區(qū)域；支護結(jié)構(gòu)的水平位移也隨著開挖深度的增加而逐漸增大，其中地下連續(xù)墻的頂部水平位移較為顯著。這些模擬結(jié)果為支護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了重要依據(jù)。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，可以有針對性地調(diào)整支護系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)。若模擬結(jié)果表明基坑周邊土體的沉降超過了允許范圍，可通過增加支撐的數(shù)量或強度，提高支護結(jié)構(gòu)對土體的約束能力，從而減小土體沉降。在上述地鐵車站深基坑工程中，通過增加一道內(nèi)支撐，并加大支撐的截面尺寸，再次進行數(shù)值模擬，結(jié)果顯示基坑周邊土體的沉降得到了有效控制，滿足了設(shè)計要求。若支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力過大，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，此時可優(yōu)化支撐體系的布置，調(diào)整支撐的位置和間距，使支護結(jié)構(gòu)的受力更加均勻合理。還可以調(diào)整支護結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)，如提高地下連續(xù)墻的混凝土強度等級，增強支護結(jié)構(gòu)的承載能力。通過不斷地調(diào)整設(shè)計參數(shù)并進行數(shù)值模擬分析，尋求在滿足安全要求的前提下，使支護系統(tǒng)的成本最低、施工最便捷的最優(yōu)設(shè)計方案。在優(yōu)化設(shè)計過程中，還可以考慮不同的施工順序和施工工藝對基坑變形和支護結(jié)構(gòu)受力的影響。采用分層分段開挖、先支撐后開挖等合理的施工順序，以及先進的施工工藝，如逆作法施工等，通過數(shù)值模擬對比不同施工方案下基坑的變形和支護結(jié)構(gòu)的受力情況，選擇最優(yōu)的施工方案，進一步優(yōu)化支護系統(tǒng)設(shè)計，確保地鐵工程深基坑的安全穩(wěn)定施工。5.4新型材料與技術(shù)在支護系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著科技的不斷進步，新型支護材料和技術(shù)在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，為提高支護系統(tǒng)的性能和工程質(zhì)量提供了新的途徑。新型支護材料如高強度鋼材、高性能混凝土、復(fù)合材料以及智能材料等，具有獨特的性能優(yōu)勢，為地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)帶來了新的變革。高強度鋼材相較于傳統(tǒng)鋼材，具有更高的屈服強度和抗拉強度，能夠在承受較大荷載的情況下保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在地鐵深基坑支護中，采用高強度鋼材制作支撐結(jié)構(gòu)，可有效減小支撐的截面尺寸，節(jié)省材料用量，同時提高支護結(jié)構(gòu)的承載能力和變形能力。在某地鐵車站深基坑工程中，使用高強度鋼材制作內(nèi)支撐，不僅滿足了基坑開挖過程中的支撐需求，還減少了支撐的占用空間，方便了施工操作。高性能混凝土具有強度高、耐久性好、抗?jié)B性強等特點，能夠提高支護結(jié)構(gòu)的抗裂性能和防水性能，延長支護結(jié)構(gòu)的使用壽命。在一些對防水要求較高的地鐵深基坑工程中，采用高性能混凝土澆筑地下連續(xù)墻，有效防止了地下水的滲漏，保證了基坑的安全施工。復(fù)合材料如碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）和玻璃纖維增強復(fù)合材料（GFRP）等，具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點，在地鐵深基坑支護中具有廣闊的應(yīng)用前景。CFRP材料的強度高、重量輕，可用于制作錨桿、錨索等支護構(gòu)件，能夠有效減輕支護結(jié)構(gòu)的自重，提高支護效率。GFRP材料具有良好的絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能，適用于在有特殊要求的環(huán)境中使用。智能材料如形狀記憶合金、壓電材料等，能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化自動調(diào)整自身的性能，實現(xiàn)對支護結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測和控制。形狀記憶合金在溫度變化時能夠恢復(fù)到預(yù)先設(shè)定的形狀，可用于制作智能支撐系統(tǒng)，根據(jù)基坑的變形情況自動調(diào)整支撐力，保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。壓電材料在受到外力作用時會產(chǎn)生電信號，可用于制作傳感器，實時監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，為工程決策提供依據(jù)。新型支護技術(shù)如組合式支護技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)、信息化施工技術(shù)以及逆作法施工技術(shù)等，也為地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)的優(yōu)化提供了有力支持。組合式支護技術(shù)將多種不同形式的支護結(jié)構(gòu)組合在一起，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工環(huán)境。在某地鐵深基坑工程中，采用地下連續(xù)墻與土釘墻相結(jié)合的組合式支護結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻用于抵抗較大的土壓力和水壓力，土釘墻則用于增強基坑邊坡的穩(wěn)定性，兩者相互配合，有效保證了基坑的安全。預(yù)應(yīng)力技術(shù)通過對支護結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗變形能力。在深基坑支護中，預(yù)應(yīng)力錨索和預(yù)應(yīng)力錨桿被廣泛應(yīng)用，它們能夠在土體中產(chǎn)生主動抗力，限制土體的變形，提高基坑的穩(wěn)定性。信息化施工技術(shù)利用計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)等，對基坑施工過程進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)信息化管理和動態(tài)控制。通過在基坑周邊布置各種傳感器，如位移傳感器、應(yīng)力傳感器、水位傳感器等，實時采集基坑的變形、受力、地下水位等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進行分析處理。根據(jù)分析結(jié)果，及時調(diào)整施工方案和支護措施，確?；邮┕さ陌踩Ｄ孀鞣ㄊ┕ぜ夹g(shù)是一種先施工地下結(jié)構(gòu)的頂板，然后在頂板的保護下進行地下結(jié)構(gòu)分層施工的方法。該技術(shù)具有施工速度快、對周邊環(huán)境影響小、結(jié)構(gòu)整體性好等優(yōu)點，在地鐵工程深基坑施工中得到了越來越多的應(yīng)用。在城市中心區(qū)域的地鐵車站施工中，采用逆作法施工可以減少基坑開挖對周邊建筑物和地下管線的影響，同時縮短施工周期，提高施工效率。新型材料和技術(shù)在地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提高了支護系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性和施工便利性，還為地鐵工程的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。隨著科技的不斷進步，相信會有更多新型材料和技術(shù)應(yīng)用于地鐵深基坑支護領(lǐng)域，推動地鐵工程建設(shè)的發(fā)展。六、地鐵工程深基坑支護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計案例分析6.1案例工程概況某地鐵車站位于城市核心區(qū)域，該區(qū)域交通繁忙，建筑物密集，地下管線錯綜復(fù)雜。車站為地下三層結(jié)構(gòu)，基坑長度為200m，寬度為25m，開挖深度達到20m，屬于超深基坑工程。場地的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，自上而下依次分布有雜填土、粉質(zhì)黏土、粉砂、淤泥質(zhì)黏土和中砂層。雜填土厚度約為2m，土質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)松散；粉質(zhì)黏土厚度約為3m，呈可塑狀態(tài)，具有中等壓縮性；粉砂層厚度約為5m，顆粒均勻，滲透性較強；淤泥質(zhì)黏土厚度約為6m，含水量高，抗剪強度低，壓縮性高，對基坑支護構(gòu)成較大挑戰(zhàn)；中砂層厚度約為4m，密實度較好，但在地下水作用下，可能產(chǎn)生流砂等不良現(xiàn)象。地下水位較高，穩(wěn)定水位埋深約為1.5m，主要賦存于粉砂層和中砂層中，地下水對基坑支護結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性有重要影響?；又苓叚h(huán)境復(fù)雜，東側(cè)緊鄰一座30層的高層建筑，基礎(chǔ)為樁筏基礎(chǔ)，距離基坑邊緣僅5m；西側(cè)為一條城市主干道，車流量大，道路下埋設(shè)有供水、排水、燃氣、電力等多種管線；南側(cè)為一座歷史建筑，對變形要求極為嚴(yán)格；北側(cè)為一片商業(yè)區(qū)域，人員和交通流動頻繁。這些周邊環(huán)境因素對基坑的開挖和支護施工提出了極高的要求，需要在設(shè)計和施工過程中充分考慮，確保周邊建筑物和地下管線的安全。6.2原支護系統(tǒng)設(shè)計與存在問題原支護系統(tǒng)采用地下連續(xù)墻結(jié)合內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)形式。地下連續(xù)墻厚度為1.2m，深度根據(jù)不同區(qū)域的地質(zhì)條件和開挖深度確定，在基坑較深的部位，地下連續(xù)墻深度達到30m，以確保其能夠有效抵抗土壓力和水壓力。內(nèi)支撐體系設(shè)置了三道鋼筋混凝土支撐，第一道支撐位于地面以下2m處，第二道支撐位于地下7m處，第三道支撐位于地下12m處。支撐的間距根據(jù)基坑的寬度和受力情況進行設(shè)計，在基坑較寬的區(qū)域，支撐間距為3m；在基坑較窄的區(qū)域，支撐間距為4m。在施工過程中，原支護系統(tǒng)暴露出一系列問題。基坑周邊土體變形過大，部分區(qū)域的地表沉降超出了允許范圍。在基坑?xùn)|側(cè)緊鄰高層建筑的區(qū)域，地表最大沉降量達到了50mm，超過了設(shè)計允許的30mm限值。這主要是由于地下連續(xù)墻的剛度相對不足，在軟土地層和較大的土壓力作用下，墻體產(chǎn)生了較大的側(cè)向位移，進而帶動周邊土體變形。內(nèi)支撐體系也出現(xiàn)了穩(wěn)定性問題。在基坑開挖至一定深度后，部分支撐軸力超出了設(shè)計值，導(dǎo)致支撐出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響了支撐體系的承載能力和穩(wěn)定性。經(jīng)分析，這是因為原設(shè)計在計算支撐軸力時，對施工過程中的一些不利因素考慮不足，如施工過程中的動荷載、土體的不均勻沉降等，使得支撐實際承受的荷載超過了設(shè)計荷載。施工過程中還發(fā)現(xiàn)，地下連續(xù)墻的接頭部位存在滲漏現(xiàn)象，雖然采取了一些堵漏措施，但仍對基坑的施工安全和周邊環(huán)境造成了一定影響。這主要是由于地下連續(xù)墻施工過程中，接頭部位的施工質(zhì)量控制不到位，導(dǎo)致接頭處的止水效果不佳。6.3優(yōu)化設(shè)計方案及實施針對原支護系統(tǒng)存在的問題，對支護結(jié)構(gòu)進行了全面的優(yōu)化設(shè)計。將地下連續(xù)墻的厚度增加至1.5m，以提高其剛度和承載能力。通過增加墻體厚度，能夠更好地抵抗土壓力和水壓力，減少墻體的側(cè)向位移，從而有效控制周邊土體的變形。根據(jù)地質(zhì)條件和基坑開挖深度，對地下連續(xù)墻的深度進行了優(yōu)化調(diào)整。在淤泥質(zhì)黏土等軟弱土層較厚的區(qū)域，將地下連續(xù)墻深度加深至35m，確保墻體能夠嵌入穩(wěn)定的土層中，增強支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對內(nèi)支撐體系進行了優(yōu)化。增加了一道鋼筋混凝土支撐，使支撐總數(shù)達到四道。第四道支撐設(shè)置在地下17m處，進一步減小了地下連續(xù)墻的無支撐跨度，降低了墻體的內(nèi)力和變形。同時，對支撐的截面尺寸和配筋進行了重新計算和優(yōu)化，提高了支撐的承載能力和穩(wěn)定性。將第一道支撐的截面尺寸由原來的800mm×800mm增大至1000mm×1000mm，配筋率也相應(yīng)提高，以滿足支撐在復(fù)雜受力條件下的強度要求。在施工過程中，嚴(yán)格按照優(yōu)化后的設(shè)計方案進行實施。加強了對施工過程的質(zhì)量控制和監(jiān)測，確保各項施工措施落實到位。在地下連續(xù)墻施工中，采用先進的成槽設(shè)備和施工工藝，嚴(yán)格控制成槽精度和垂直度，確保地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。加強了對地下連續(xù)墻接頭部位的處理，采用鎖口管接頭，并在接頭處增加了止水鋼板，有效提高了接頭的止水效果，避免了滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。在土方開挖過程中，嚴(yán)格遵循“分層分段、先撐后挖”的原則，控制開挖速度和開挖深度，減少土體的擾動和變形。每開挖一層土方，及時施工相應(yīng)的支撐，確?；釉陂_挖過程中的穩(wěn)定性。加強了對基坑周邊土體變形、地下水位變化以及支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的監(jiān)測，設(shè)置了多個監(jiān)測點，實時采集監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工方案和支護措施，實現(xiàn)了信息化施工。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示基坑周邊土體變形速率超過預(yù)警值時，立即停止開挖，采取增加支撐、土體加固等措施，有效控制了變形的發(fā)展。通過優(yōu)化設(shè)計方案的實施，基坑周邊土體變形得到了有效控制，地表最大沉降量控制在了20mm以內(nèi)，滿足了設(shè)計要求。內(nèi)支撐體系的穩(wěn)定性得到了顯著提高，支撐軸力均在