地铁深基坑工程是一项复杂而庞大以及风险很高的综合性工程,在开挖过程中有较为明显的空间效应。为了更精确的研究地铁深基坑工程的空间效应,合理避免它的不利影响,本文依托长沙市地铁5号线某深基坑工程,开展了地铁深基坑工程空间效应的系统研究,研究成果如下:(1)针对深基坑工程的空间效应,进行了大量的文献与书籍的阅读,掌握了国内外深基坑工程及其空间效应的研究现状,提出了当前普遍使用平面应变简化设计方法在对空间效应考虑上的不足,并据此确定了本文的研究方向。(2)依托长沙市地铁5号线某地铁深基坑工程,进行了大量现场实测资料的收集。针对地表沉降、围护结构水平侧斜及支撑轴力进行了系统的分析,结果表明:地铁深基坑工程需对空间效应进行特别关注。(3)针对地铁深基坑工程的空间效应问题,提出了阶梯式分段开挖的有限元建模方法,通过与实测结果对比,验证了建模方法的有效性。(4)基于所建立的有限元模型,开展了地铁深基坑工程空间效应的讨论。主要内容包括:由地铁深基坑长条形特点所引起的基坑边角处的坑角效应;由基坑不同开挖形式所引起基坑变形在空间上的不同分布。研究结果表明,坑角处结构存在强化效应,会减少该位置处的基坑变形,在设计中可以减少支护。坑角处的影响存在一定的影响范围,应合理确定范围,以免出现设计灾害。阶梯式开挖方式能够有效减少基坑结构的形变,在施工条件允许下,应优先采取该方法施工。(5)开展了三维空间下基坑超挖的参数研究,主要研究的内容包括:基坑不同层超挖、不同超挖深度以及不同超挖宽度的影响、不同开挖方式下超挖的影响。结果表明,基坑围护结构最大侧斜出现处的土层发生超挖对结构危害最大、随着超挖深度与超挖宽度的增加,基坑变形也不断增加、阶梯式开挖方式能够减少超挖所带来的危害,在实际工程中应优先采用。