随着城市中高层建筑的增多,基坑工程的规模越来越大,施工的难度也越来越高。基坑工程是一个充满复杂性和不确定性的综合工程,具有很强的地域性和个体性。目前学者们主要对单一土质或岩质地层的深基坑工程进行了研究,但是我国许多地区存在上土下岩的复合地层,而对这类地层深基坑的研究较为缺乏。土岩二元基坑中的土体和岩体性质差异较大,其变形特征明显不同于单一地层的基坑,这使得此类基坑的变形形状难以通过传统的计算方法准确得出。为了保证基坑的施工安全,研究土岩组合基坑的破坏模式、变形规律及变形影响因素是非常有必要的。本文依托济南市R2线四标段宝华街站深基坑工程,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,运用有限元分析软件MIDAS GTS NX对土岩组合地层深基坑的破坏模式、变形规律及变形影响因素进行了系统研究,主要内容如下:(1)通过对单一土、岩质基坑边坡破坏模式的分析,进一步得出土岩组合基坑边坡的破坏形式;分析适用于土岩组合基坑的支护形式和变形计算方法,为土岩组合基坑的安全施工提供理论依据。(2)依据实际工程,利用有限元分析软件建立二维模型,研究不同土层厚度、岩层厚度、嵌固深度、桩体刚度对土岩组合深基坑的变形影响。结果表明:土岩组合基坑的土层厚度与地表沉降及桩体侧移最大值存在二次抛物线关系,当土层厚度大于6m时基坑变形陡增且对地表沉降的影响较大;土岩组合基坑的强风化岩厚度与地表沉降及桩体侧移最大值存在线性关系;综合考虑安全性与经济性,选用2-3m的嵌固深度和30GPa的桩体刚度较为合理。(3)依据实际工程,通过强度折减法研究了下卧不同风化岩层的土岩组合基坑发生破坏时最危险滑动面的位置。结果表明:在土岩组合基坑发生破坏时,全风化岩的破坏形式和土层类似,完全发生滑移破坏;强风化岩部分发生滑移破坏;中风化岩不发生滑移破坏。(4)依据实际工程,利用有限元分析软件建立三维模型,根据模拟结果分析得出土岩组合地层深基坑的开挖变形规律。结果表明:基坑的变形主要是由上覆土层开挖产生的,具有明显的空间效应特征;地表沉降保持凹槽型,沉降影响范围是1.4倍的开挖深度,最大沉降处距坑边是0.45倍的开挖深度;在开挖初期桩体为悬臂式变形,支撑架设后继续开挖变为鼓肚形,开挖结束时桩体侧移最大值发生在土岩分界面处附近。(5)将现场监测数据与模拟计算结果进行对比分析,得出两者变形规律基本一致,验证了模拟的合理性。根据本文的研究成果,提出了针对土岩组合地层的基坑变形控制措施。