城市地下空间开发和大量高层建筑建设促使深基坑工程的规模和深度不断加大,在城市建筑物密集区的深基坑工程也越来越多,深基坑周围既有建筑物密集、管线道路错综复杂、施工场地狭窄是处在城市建筑密集区深基坑工程的显著特点。如何优化选择一种既能保证深基坑开挖施工过程中的安全稳定性,又能取得较好经济效益的深基坑支护结构方案,一直以来都是基坑工程研究的首要问题。同时,在城市中的深基坑工程开挖要求严格控制开挖对周围环境的影响。因此综合考虑安全、经济和环境评价等各方面因素探索深基坑支护优化设计方法,解决深基坑开挖引起的城市环境地质问题无疑具有重要的理论意义和工程实践价值。本文运用多目标模糊决策理论和集值统计方法,建立深基坑支护系统多目标模糊优化模型,实现方案决策定量化,提出对深基坑支护方案进行优化选择的“专家系统”。本文结合青岛地区地层地质条件,对排桩内支撑支护体系设计方法进行研究比较,考虑时空效应对支护结构受力的影响,排桩采用考虑开挖工况的等值梁法进行设计计算;内支撑采用有限元软件SAP2000,将支撑杆件、腰梁和环梁看作一个平面体系,考虑不同支撑条件分别进行分析,寻求最不利内力组合,对支撑体系的各个构件进行截面设计,最终得出排桩内支撑支护体系的优化设计方法,并将这一方法应用到青岛某深基坑工程中以检验其适用性。本文基于FLAC3D对某深基坑开挖过程进行模拟,将模拟分析结果与实测数据进行对比分析,模拟结果与实测数据较接近,以证明FLAC3D模拟基坑开挖对周围环境影响的可行性。应用FLAC3D对青岛某深基坑工程进行模拟分析,实现对基坑开挖引起周围地表沉降预测。通过对不同桩径、不同桩距和不同支撑截面计算分析,讨论了支护构件对基坑周围地表沉降影响,数值模拟结果表明支撑截面变化对周围地表沉降影响最大,桩径变化影响最小。