在建筑地下增层改扩建工程中,排桩是常用的开挖支护形式之一。为控制增层开挖的风险,评估排桩支挡体系的鲁棒性显得尤为重要。既有支护在开挖过程中可能会由于偶然事件的发生而失效。为了深入研究基坑围护体系的鲁棒性,本文建立了增层排桩平面杆系模型,提出了对单一构件或单元进行重要性评价的指标,并运用数值模拟软件对增层开挖过程中既有支护失效过程进行分析,结合上述结论对基坑的形状,土质参数,支护刚度,排间距等对构件重要性系数的影响。本文主要工作和成果如下:(1)针对地下增层既有(旧)-新增排桩支护体系,建立平面应变理论计算模型,以排桩构件基于刚度的重要性系数作为指标,开发相应配套的算法,寻找增层下挖过程中关键风险因素。结果表明,既有-新增支护体系理论计算模型可以用于构件重要性的计算过程中。(2)采用有三维有限元建模软件对基坑支护体系结构的连续破坏进行了模拟,并对构件重要性系数进一步简化,使之能够评估三维空间下的支护体系构件的重要性。进而对基坑长度方向不同位置,不同土质,不同新增排桩直径进行对比。结果表明,土质条件是增层开挖过程中土体能够承受破坏范围的主要控制条件。(3)对一个增层开挖的实例进行分析,应用实测得到的土质参数与实际设计结构参数进行三维有限元建模。模拟在实际情况下的构件局部失效所带来的影响。进而对L型基坑不同长度的边的构件、不同排桩刚度、不同排间距、有无支撑情况下进行分析。结果表明,处于不同边的既有支护其重要性不同。既有支护的重要性随着边长的增大而减小。对于同样土质条件下的基坑,能够承担的破坏数量是有限的。基坑连续破坏的程度不随破坏位置的改变而改变。支护体系中的支撑可以提高正常开挖阶段的支护体系变形,在局部构件失效,抵抗连续破坏的作用不明显。