随着我国经济的飞速发展,城市化步伐的不断加快,各式各样的高层、超高层建筑以及市政工程不断增加,地下工程的开发规模也越来越大,随之也涌现出大量技术复杂的深基坑工程。基坑围护结构的设计与施工已经成为控制工程质量、进度、经济的重要组成部分,也是决定整个建设工程成败的关键问题之一。因此,如何给出一种即安全可靠又经济合理的支护结构形式成为基坑理论研究和工程实践的难点和重点。在众多的基坑支护形式中,桩锚支护形式以其施工工艺简单、造价经济及地层适用性强等特点,在基坑工程中得到了广泛的应用。与其他支护形式一样,桩锚支护结构的计算理论远远滞后于基坑工程实践,因此,对桩锚支护结构在基坑开挖过程中的受力与变形进行研究具有很强的理论与现实意义。本文主要在基坑工程理论研究和工程实践的基础上,以兰州市某深基坑工程为背景,主要研究:(1)合理选择支护结构的类型,利用理正深基坑软件计算围护结构在基坑施工过程中的变形、内力以及稳定性,并将计算结果与实测值进行对比分析。(2)利用MIDAS/GTS软件来模拟基坑分布开挖的全过程,分析得出围护结构的内力、位移、基坑周边地表沉降等指标。(3)通过现场监测数据,重点分析该基坑工程中支护桩的位移和内力、冠梁水平位移及地表沉降的变化规律,并利用监测数据指导现场施工,使得整个基坑在开挖过程中始终处于受控状态,同时选取部分监测数据与计算结果进行对比分析。(4)利用工程常用的设计分析软件,分析嵌固深度、桩间距、桩径、地面附加荷载及锚杆预应力对基坑变形的影响,以便为今后兰州地区深基坑支护体系的优化提供理论指导。通过对以上问题进行研究分析,取得的研究成果及结论如下:(1)对兰州市某基坑支护结构设计进行了详细说明,同时选择基坑某一典型支护剖面进行计算,给出了各施工工况下支护结构的位移与内力分布图。计算成果和设计参数的选取为后续其它基坑设计与施工提供理论依据。(2)随着基坑开挖深度的增加,在预应力锚杆和冠梁的共同作用下,桩身位移曲线特性呈现上段正向弯曲,下段反向弯曲。每一排预应力锚杆张拉锁定完成后,桩身会产生反方向位移(基坑内侧),然后随着基坑内侧土方的开挖,桩身位移再向坑内方向发展。因此在基坑施工中,要按照设计要求及时进行支撑,减少桩体的变形。(3)支护桩在悬臂施工阶段,桩身弯矩曲线呈现出中间大,桩端小的变化趋势。在桩锚支护阶段,支护桩弯矩随深度变化曲线呈“S”形状,且弯矩值随着开挖深度的增加逐渐增大,最大弯矩的作用位置也随着开挖深度的增加呈现下移现象。(4)基坑中部水平位移最大,基坑边角处的水平位移最小。验证了基坑空间效应的影响,即基坑坑角对基坑端部的约束要大于基坑中部,在基坑优化设计时应考虑基坑空间效应的影响。基坑周边地表的沉降表现为距离支护桩越近,沉降值越大,距离支护桩越远沉降值越小,地表沉降三角形模式。(5)将有限元计算结果与实测结果进行了对比分析,计算结果和现场实测结果变化趋势基本一致,说明数值模拟计算结果能够很好的体现深基坑围护结构的变形规律,数值计算在研究基坑的问题上是可行的。通过将北京理正计算结果和现场实测数据对比发现,计算值均高于现场实测值,这说明该基坑工程在设计上偏于保守,还存在进行设计优化的空间。