本文以北京某基坑工程为研究背景,采用有限元分析方法,开展了不同锚杆倾角、桩的直径、嵌固深度,桩的间距对支护结构影响规律的研究;并通过正交试验设计与数值模拟相结合的方法,对以上几个参数进行综合分析与评价,确定最优桩锚支护结构的参数组合;最后通过有限元分析软件对优化前后的支护结构,进行了各个工况的模拟分析,并将其与实际的监测数据进行对比研究,进一步地验证了对支护结构优化设计的正确性和科学性。论文的主要研究内容和成果如下:(1)设置了3种工况,工况一:基坑开挖到-5.5m处,施做第一道锚杆,施作预应力锚杆尚未发挥作用,桩体最大变形主要集中于桩顶处;工况二:开挖到-10.5m处施做第二道锚杆,桩顶处位移有所收敛,桩体最大位移处的位置开始向桩体下部移动:工况三:基坑开挖完成,基坑变形最大,且最大处主要集中在11m左右,形状近似呈“弓”字形。基坑外围土体沉降变形呈“凹”槽形,最大位置在距离坑壁13m处附近,工况二到工况三基坑外围土体沉降较明显,在施工中应引起注意。(2)分析多种影响因素对位移变化的规律可知:桩径、锚杆倾角、桩间距对桩体的水平位移影响比较大,嵌固深度、预应力影响次之,影响因子大小排列顺序为嵌固深度<锚杆预应力<桩间距<锚杆倾角<桩径。(3)在综合考虑基坑安全储备、工程造价等多方面因素下,根据正交试验结果与方差分析,可得最优的参数组合为:桩径为800mm,嵌固深度为3m,桩间距为1.7m,锚杆倾角为10°,对锚杆施加120%的预应力,优化后的结构可以节省11%的造价。(4)优化后的结构对控制基坑变形效果明显,尤其对15m以内桩的水平位移,基坑外围土体30m以内的沉降位移改善尤为明显,但对基坑隆起的改善较小。