平原城市水环境治理工程中，通常需要建设初雨调蓄池等大型地下单体构筑物，深基坑围护工程的造价占比往往很高。如果能够通过分析基坑侧壁力学作用响应，提出地下构筑物与深基坑围护一体化结构形式，则具有显著的经济效益。本文结合某东部平原市城市水环境治理工程，采用理论分析、物理模拟试验和数值模拟方法，对地下单体构筑物深基坑开挖过程中不同围护结构的变形失稳特征进行研究。论文的主要研究工作和成果如下：
　　(1)在总结分析基坑开挖过程中的土压力变化、坑底隆起、围护结构变形以及周边地表变形等的基础上，提出了地下单体构筑物与基坑围护结构一体化方法。依据作用于复合围护结构的荷载及结构-土共同作用，建立了“桩墙合一”的复合围护结构土压力计算模型，并依据内撑式、双排桩围护结构土压力计算理论，推导出内撑式复合围护结构土压力计算公式。
　　(2)采用模型试验的方法，模拟了单排桩、交错双排桩、双排桩以及“桩墙合一”复合结构四种围护条件下的基坑分步开挖过程。结果表明：基坑开挖时，围护结构的顶端水平位移、外侧土体水平和垂直位移变化均与围护结构的类型及布设方式密切相关。“桩墙合一”复合围护结构在限制围护结构顶端位移以及外侧土体位移方面优势明显。
　　(3)采用数值模拟的方法，计算分析了有、无内支撑条件下悬臂式围护结构对深基坑开挖稳定性的影响，得到了悬臂式围护结构土压力分布图、位移分布云图、基坑位移图和围护结构弯矩图。结果表明：无内支撑条件下围护结构为单侧受拉，弯矩值较大，且顶端水平位移及外侧土体水平与垂直位移也较大；有内支撑条件下围护结构的正负弯矩分布均匀，最大弯矩值明显减小，水平位移大幅降低，基坑开挖过程更加安全。
　　(4)探讨了影响一体化结构工作性能的敏感性因素，对基坑开挖稳定性影响因素进行了数值分析，提出了一体化结构的抗浮方法。总结了基坑开挖过程中的防水措施，结合主体结构与含水层的不同位置关系，得到不同情况下的浮力大小计算公式，并对地下单体构筑物进行抗浮力计算，阐释一体化结构的抗浮方法。