本文结合沈阳市某地铁站工程为背景,对现场监测数据进行汇总分析,得出了桩体水平位移、支撑轴力、周边地表沉降的随基坑开挖的变形趋势和规律,同时对比数值模拟结果来进一步验证模型的可用性。最后通过利用三维数值模拟分析对基坑钢支撑设计方案进行优化设计。主要进行了以下研究工作:(1)结合沈阳某地铁站基坑工程,提出了桩体水平位移和支撑轴力等项目的安装工艺,并设计了施工监测方案。通过对桩体水平位移和支撑轴力等监测项目的现场监测数据汇总分析,得到桩体水平位移曲线呈现出抛物线形状,最大水平位移对应的标高出现在基坑开挖的中下部;在标准段的支撑轴力最大值出现在第三道支撑,即基坑的开挖的中下部的位置。桩体水平位移实测最大值仅是控制值的30%,钢支撑轴力实测最大值仅是控制值的26.4%,基坑在施工过程中处于安全状态。(2)结合浑南大道站的地质情况,采用MIDAS/GTS软件对基坑开挖工程建立了三维模型,模拟基坑在不同工况下的开挖变形,分析围护结构在模拟过程中的变形及受力情况,并与实测数值进行比对,桩体水平位移模拟值是控制值的28.6%,钢支撑轴力模拟值不到控制值的40%,模拟值是实测值的78%,验证了模型的合理性,同时也说明了原钢支撑设计存在优化空间。(3)为节约钢支撑成本,通过改变钢支撑道数、钢支撑预加力、钢支撑水平间距和首末撑位置等设计参数,进行数值模拟分析,计算不同参数的变化对围护结构变形的影响情况,通过分析各因素对基坑影响程度的大小,最终确定新的钢支撑设计方案。新设计方案减少了钢支撑的道数和水平间距,调整了首撑和末撑的位置,增大了预加轴力值,桩体最大位移由原来的8.57mm增大到9.77mm,仅是最大控制值的32.7%。模拟结果比实测结果偏小,是实测值的76%,按此比例扩大新方案模拟值,扩大后为12.86mm,是控制值30mm的42.9%,仍处于控制范围内,且节约成本为原钢支撑设计方案的37.4%,故新设计更合理。