基坑设计涉及工程地质、岩土力学、结构力学、数学、计算机编程等多方面的知识,计算过程复杂,基坑设计程序的编制对于一般的岩土专业人员来说比较困难。同时基坑设计使用的是弹性支点法,不能直接得到造价与各个影响因素之间的函数关系,不能用函数相关的知识进行优化设计。目前基坑优化设计只有试算和智能优化两类方法,这两类方法都有各自的缺陷,计算时间长且不一定能得到满意的优化方案。目前我国基坑建设数量多、规模大、造价高,具有很大的优化空间,本文对基坑优化设计进行了探讨,主要工作与研究成果如下:(1)阐述了基坑设计的基本理论和方法,设计方案优选的研究现状。分析了基坑整体稳定性随排桩嵌入深度增加而增加的规律,并将该规律应用于基坑优化设计。(2)使用C语言编写了用弹性支点法计算排桩内力的程序,并用实例检验了该程序的正确性。研究表明目前常规方法使用将土反力等效至微单元两端的简化模型时,使用结构力学位移法计算得到的弯矩、剪力有较大的误差,分析了原因并提出了相关的修正方法。(3)提出了排桩抗弯配筋计算的一种新方法并使用C编制了相关程序,经过与计算实例比较的方式验证了新方法的精确性,研究表明要得到精确的计算结果,α(排桩受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值)的计算精度不宜大于0.0001。(4)用编制的程序和枚举法对某一基坑设计方案进行了优选,结果表明:在满足规范要求的情况下,优化后的方案对比原设计方案显著地降低了基坑造价。同时测试了普通电脑对基坑优化设计的计算效率,得出了普通电脑能够在短时间完成对悬臂或单道支撑排桩基坑所有方案的搜索,对更复杂的基坑所需时间太长需要使用更高级的计算机。(5)提出了枚举法结合地方经验或试算得到的规律来进行基坑优化计算的方法,验证了方法的有效性、计算的高效性,对于有地方经验的地区可以用该方法提前排除造价高的部分方案,使得普通电脑也能胜任排桩基坑的优化设计工作。(6)对基坑优化设计的发展方向进行了探讨。