深基坑开挖施工，对坑壁进行支护，不仅要面对场地水文、工程地质条件的复杂性，还要充分考虑极其有限的场地环境条件下施工的可行性和难度。因此，基坑支护方案的适宜性、安全性及经济性，是业主确定设计及施工方案的主要依据。基坑支护优化设计是使基坑支护设计对工程特点、水文、工程地质条件及环境条件有显著的针对性，突出合理、科学的设计成果，更好地体现设计成果的适宜性、安全性及经济性。本文从众多基坑支护结构类型中，筛选出目前普遍运用的数种类型，根据其影响因素、受力特点、作用机理及应用效果等方面进行了全面系统的分析研究，提出基坑支护结构优化设计的关键点和方法途径，对基坑支护优化设计有较强指导作用，可直接应用于基坑支护工程设计中。本文通过对支护结构的设计参数的优化、影响因素分析、支护作用机理等方面的分析，得出桩排式围护、水泥土围护及土钉墙三种结构类型优化设计的重要方面，对实际应用具有重要的指导意义。通过对锚杆的直径、长度、强度及材料性能等设计参数的分析，提出土层锚杆结构优化设计的重要方面。通过对控水工程方案和细部几种降水方法优化设计分析，提出具有针对性的优化设计，达到良好的基坑控水效果。通过对局部土体补强所起到对基坑支护产生的加强作用的分析研究，提出基坑支护优化设计的应用方法和措施，对局部土体补强的本身，就是使基坑土体发挥“材料”的性能，提高基坑支护设计的经济性，具有实际应用的价值，可直接用于工程实践。通过基坑支护工程系统与环境的依关关系分析，指出支护工程优选方案应有较好的环境适应性。通过对支护工程系统的各级子系统之间及系统内部的次一级子系统之间相互联系的分析研究，提出了其间相互作用、相互制约的特点，对基坑支护优化设计有较强的指导作用，可直接应用于基坑支护工程的设计应用中。通过对基坑工程优化设计的流程分析研究，提出了优化设计的三个层次：方案优化、细部优化和信息化施工的相关要点。根据建立基坑工程优化设计分析模型，将基坑工程优化设计方法分三级进行：第一级是基于专家系统，对参与优化的方案进行分析，形成基坑工程初选方案集；第二级是对基坑工程初选方案集中的各方案进行计算、分析、比选；第三级是在二级优化结果的基础上，选取最终方案，并进行更进一步的设计。