近些年来,随着我国经济的发展,全国深基坑工程的规模与深度屡创新高,而基坑开挖作为基坑工程中的重要一环,涉及因素众多,研究起来难度较大。虽然我国已成功完成了一些大型基坑工程的设计及施工,但由于缺乏足够的理论知识及工程实践经验,基坑事故仍频繁发生,这其中,基坑开挖事故率占到基坑总数的1/4以上。可以说,基坑开挖阶段是控制基坑变形与基坑事故的最重要控制点。因此,利用计算机技术对基坑开挖过程进行数值模拟分析具有重要的工程意义,同时利用信息技术结合现场施工数据,反分析出准确的计算参数来对基坑施工过程进行动态预测,可大大减小基坑施工时的事故率,节省经济成本。本文结合合肥市恒大中心深基坑项目,利用MIDAS-GTS有限元软件,对可行的基坑开挖方案进行数值模拟分析,优选最佳方案;同时采用反分析方法,利用BP神经网络来反演土体力学参数,预测下一施工阶段基坑的变形特点并提出指导性的施工意见。本文的主要工作及结论如下:(1)总结归纳了基坑开挖中几种常用的开挖方式,介绍了各开挖方式的优缺点及适用性,给出了基坑开挖方案的初步设计流程,探讨了影响基坑开挖方案可行性的因素。(2)结合合肥市恒大中心深基坑工程背景,针对现场实际工程场地条件,基于基坑土方开挖理论,提出三种可行的土方开挖施工方案。(3)针对提出的三种可行的土方开挖施工方案,通过MIDAS-GTS有限元分析软件对三种可行的开挖方案进行数值模拟分析,从桩体深层水平位移、基坑周边地表沉降、桩顶水平位移、锚索轴力四个方面进行综合比较分析,推荐最佳开挖方案。(4)跟踪现场施工,采用现场开挖施工实测数据,应用反分析方法对开挖阶段进行关键土力学参数反分析,获得反分析出的土体弹性模量;基于反分析参数采用正分析方法预测后续施工阶段基坑的变形及稳定性,供施工时参考。(5)针对基坑中“坑中坑”开挖对基坑的影响,采用反演的关键力学参数,模拟预测“坑中坑”开挖对基坑支护体系变形的影响。