本文介绍了深基坑工程的国内外研究现状,阐述了基坑变形理论及其时空效应分析。以沈阳中铝大厦深基坑工程为主要研究对象,采用地质钻探、工程物探、现场取样、现场原位测试和室内土工试验等方法对现场地层情况进行综合分析与研究;采用“动态设计、信息化施工”方法进行基坑设计与施工;采用高精度全站仪和电子水准仪对桩顶位移、基坑周围建筑物沉降等进行定期监测。在深基坑工程中,沉降预测的重要性越来越突出。为了更好地控制基坑开挖对周边建筑物的影响,本文以BP人工神经网络为基础,利用其强大的非线性映射能力,建立深基坑周边建筑物沉降的预测模型。在利用实测数据进行网络训练的基础上,对基坑周边建筑物最大沉降进行预测,结果表明预测值与实测值吻合较好,显示了该方法进行深基坑变形预测的有效性。在研究过程中,本文以大型非线性有限元软件ADINA为研究工具,建立三维有限元模型,得出模拟值与实际监测变形值相差不大。通过提取后处理变形数据,考察了基坑工程的空间效应。采用符合实际的土体模量建立部分基坑模型,通过改变土体和支护结构相关参数,进行大量模拟运算,得出影响支护结构变形的规律为:(1)土体参数中,变形模量与泊松比的变化对支护结构变形影响较大,粘聚力和摩擦角的影响不很明显,其中粘聚力的影响要比摩擦角大。(2)本工程土体共分四层,其中第一、二、三层土在坑底以上,它们模量的改变对支护结构影响较小,第四层土为支护结构提供被动压力其模量改变对支护结构变形影响较大。(3)当嵌固深度在相对较浅范围内变化时,对支护结构的影响较大;而当增大到一定程度(4m),其变化对支护结构变形影响减弱。对于开挖深度为11m的桩锚支护基坑,嵌固深度一般设计4m为宜。(4)改变桩径即改变了支护结构的刚度,桩径增大减小了支护结构的变形,桩径大到一定值时对支护结构变形影响不大。对于开挖深度为11m的桩锚支护基坑,桩径一般设计0.6m为宜(5)锚杆倾角变大,则支护结构的变形也变大。锚杆倾角在10°-25°之间支护结构的位移变化较小且平缓,在此范围内不仅符合施工方便性,而且符合工程的安全性。(6)锚杆施加的位置对支护结构变形影响很大,锚杆位置越靠近桩顶,支护结构的变形越小。两排锚杆的情况与一排锚杆相同,而且从变形曲线图中发现,第一排锚杆的位置起到关键作用。实际施工时,一般设计为离地表4m。(7)锚杆越长,支护结构的变形越小。对于开挖深度为11m的桩锚支护基坑,锚杆长度一般设计11.14m为宜。同时,本文采用真实实验中的数据处理方法--正交试验设计方法,以有限元方法模拟得到的基坑支护结构变形为试验对象,根据因素数目选取适当的水平,选用合适的正交表,进行数值模拟实验。通过极差分析、方差分析以及贡献效应图分析可知,影响支护结构最大位移的因素中,参数敏感性由大到小依次排列为:变形模量,锚杆位置,桩径,桩嵌固深度,锚杆长度,锚杆倾角,泊松比,粘聚力,摩擦角。其中土体变形模量、锚杆位置、桩径、桩嵌固深度、锚杆长度对支护结构变形影响的显著性比较高,显著性一般的是锚杆倾角,土体的泊松比、粘聚力、摩擦角对支护结构变形影响不明显。