土钉墙-桩锚联合支护结构中,用土钉墙加固基坑的上层土体,用桩锚结构支护基坑的下层土体,其安全性比单一土钉墙支护有大幅提高,而造价比桩锚支护又有一定程度的节约,因此,在西安地区广泛应用于建筑、市政、地铁等深基坑支护工程。但应用过程中也存在一些问题,突出表现为设计理论滞后于工程实践,目前国内常用的基坑设计软件还没有土钉墙-桩锚联合支护结构的计算功能,工程设计多是采用传统方法,将上部土钉墙与下部桩锚分开,各自单独设计,忽略了土钉支护与桩锚支护的相互作用,与实际不符。本文首先对西安地区土钉墙-桩锚联合支护基坑典型案例的设计参数进行了统计分析,然后采用数值模拟的方法,对西安某土钉墙-桩锚联合支护结构在基坑各施工阶段的工作性状进行了研究,并对基坑支护结构的设计参数进行了虚拟设计和敏感性分析,最后以此为依据,对土钉墙-桩锚联合支护结构进行了优化设计。主要结论如下:1.西安地区土钉墙-桩锚联合支护基坑的主要设计参数为:(1)上部土钉支护高度与基坑开挖深度之比介于0.22~0.39之间;(2)下部桩锚支护结构中,支护桩的嵌固深度与桩总长度的比值介于0.36~0.59之间,桩直径介于0.7m~1.0m,桩间距介于1.3m~1.8m;(3)锚杆竖向平均间距介于1.8m~3.9m,锚固段平均长度介于13.0m~19.7m,预应力介于180kN~500kN。2.土钉墙-桩锚联合支护结构数值模拟结果表明:(1)基坑施工各阶段中,桩体变形中间大、两头小,开挖完成后,支护桩最大正弯矩在基坑底面以上1m处,最大负弯矩在基坑底面以下4m处;(2)基坑外地表沉降呈“漏斗状”,最大沉降在基坑外约23m处;(3)土体开挖将使刚施工完成的一排锚杆轴力发生陡然增大,随着后续的土体开挖和锚杆施工,已经施工完成的锚杆轴力整体上将逐渐减小。各排锚杆轴力沿基坑深度方向逐渐增大。3.敏感性分析结果表明:(1)支护桩最大水平位移对土钉墙相对高度最敏感,对桩顶平台宽度的敏感度最低,对桩直径、桩间距等设计参数的敏感度处在中间水平;(2)桩身最大弯矩对支护桩直径最为敏感,对桩间距和土钉墙相对高度的敏感度次之,对锚杆预应力、桩嵌固深度和桩顶平台宽度的敏感度较小;(3)坑外地表最大沉降对土钉墙相对高度最为敏感,对锚杆预应力的敏感度最低,其它设计参数的敏感度处在中间水平。4.基于虚拟设计结果和敏感性分析结论,提出了土钉墙-桩锚联合支护结构优化设计方案,优化设计后的支护桩水平位移、桩身弯矩和坑外地表沉降均比原方案显著减小;优化后的土方开挖和回填量显著减少,支护桩钢筋混凝土用量减少20.98%,锚杆长度增加了10%。