基坑工程是一个古老而又具有时代特点的岩土工程课题.它伴随着国民经济的增长和人们对三维立体空间的需求也取得了长足的发展.这主要表现在两方面:一方面城市高层建筑的蓬勃发展导致了相应的基坑开挖不断加深加大;另一方面地下空间开发利用,如地铁、地下商场、地下油库、地下停车场等大型地下基础设施,推动了基坑技术的进步.但是,面对复杂恶劣的岩土工程地质条件,基坑工程设计和开挖中存在的许多理论上的难点如土压力计算和现实中的问题如如何兼顾工程安全的同时尽量降低工程造价等还有待进一步研究和解决.信息化施工技术的应用和基坑支护结构优化设计是当前基坑技术的一个发展方向.故本文紧紧结合深圳地区两个基坑工程实例--深圳地铁罗湖车站基坑和220千伏经贸地下式变电站基坑,以长达10个月的基坑监测数据(包括围护桩变形、围护桩内力、钢支撑轴力和锚杆(索)拉力)为研究材料,以多道支撑排桩支护结构为研究对象,在广泛参考相关文献基础上,较细致地就基坑动态开挖过程中排桩支护结构水平位移和排桩受力两方面的有关问题分析和探讨了以下几点:本文在借鉴前人相关课题研究资料的基础上,借助两个基坑实例数据,主要围绕排桩位移和受力分析了以下几方面的问题:一、归纳和分析了多道支撑排桩围护结构水平侧向位移曲线类型,提出了从桩身挠曲线分析锚杆(索)和支撑的支护效果的方法,阐述了土体深层位移的特点.论文首先阐述了基坑监测的一般方法和主要监测项目及相关的监测原理;归纳了20多根排桩的水平侧向位移时间-位移曲线的特征;以其中6根桩的桩身曲线为例,说明了排桩水平变形的一般规律;分析了锚杆(索)和钢支撑在控制支护结构水平侧向位移方面的作用;探讨和验证了基坑开挖时空效应,提出了从桩身挠曲线分析被动土压力和降雨可明显增加排桩水平位移的观点.在此基础上,本文进一步分析了排桩深层侧向位移的特点,通过多项式拟合分析阐述了土体深层位移趋于收敛的特点,提出了土体下部深层时间-位移曲线一般类似倒"S"状的观点.二、基于灰色理论,提出新陈代谢MGM(1,1)模型用于排桩水平侧向位移实时预测.深入分析模型参数后,进一步提出时变参数a(t),u(t)的方法用于基坑水平位移的中长期预报.从灰色理论的一般模型GM(Gray_Model)(1,N)模型出发,说明了GM(1,1)模型的建模方法、步骤及其离散方程形式;基于旧信息时间意义不断降低且新信息更能代表事物的发展趋势这样一个观点,提出了新陈代谢MGM(1,1)模型.为了更进一步提高精度,本文又提出了残差修正的方法.以罗湖1＃和罗湖7＃两根桩的监测实测数据为例,介绍了MGM(1,1)模型使用方法,对比了实测数据和预测结果,说明了模型具有较高的精度和一定的抗干扰能力(罗湖1＃平均相对误差为2.45％、罗湖7＃平均相对误差为1.99％).考虑到MGM(1,1)模型仅适用作位移的短期预测的不足,本文提出了通过多项式a(t),u(t)拟合模型参数a、u的方法用作排桩水平侧向位移的中长期预测.三、概括和总结了常规荷载作用下排桩支护结构的计算方法,借助现场监测资料探讨了预应力锚索(杆)和钢支撑对排桩作用力的特点.将排桩受力分为5类型,依次讨论了作用于排桩围护结构上的静止土压力、库伦土压力和朗金土压力的特点和局限性;分3类情况介绍了地面荷载引起的侧压力的计算方法;考虑了有无渗流存在时的水压力计算方法;按3种形式说明了地面附加荷载的计算方法.依据现场实测数据,本文进而讨论了预应力锚索(杆)和钢支撑对排桩作用力的特点,认为在基坑动态开挖过程中锚杆(索)的应力增长不明显,可按预加应力大小作为锚索(杆)对排桩的作用力而用于基坑优化设计中,认为钢支撑在架设后,其轴力是随基坑开挖加深而不断增长的,其控制水平位移的效果要比锚杆(索)效果好.四、应用有限元软件2D-σ,模拟基坑动态开挖过程中排桩所受水平主动和被动土压力的分布形式以及与经典土压力理论的结果对比.在分析用于基坑模拟的常见有限元方法的同时,本文重点分析和阐述了二维有限元的特点及其六大基本方程,并进一步说明了分析过程.介绍了日本软脑株式会社2D-σ岩土工程专用有限元分析软件的特点和实用性,以罗湖车站基坑一个40×14的基坑断面为例,生成2502个单元和7555个结点,分7步模拟基坑动态过程,说明了有限元参数的选取和输入,重点对模拟结果中的被动土压力的出现及分布方式和作用于排桩的被动土压力的大小及其与朗金土压力的对比进行了论述和探讨.论文最后总结了全文的主要结论和作者观点,指出了本文存在的不足和有待进一步研究和探索的方向,以期对信息化施工技术有一定的借鉴意义.