目前土地资源日益紧张,建筑物之间距离越来越密,基坑对临近已有建筑影响越来越大,自来水管、通信电缆等市政设施常常埋设于建筑物周边,一旦基坑变形过大,将会危及人民生命、财产安全。在敏感环境中进行基坑开挖,按现行的强度控制设计无法满足周边环境对变形的要求。土钉桩锚联合支护结构已经在基坑工程中普遍使用,但土钉、桩锚二者协同工作的工作机理研究还有待加深。本文以国家发改委科学研究计划项目《南方山地城市低碳住区规划设计技术研究》(1010403820130116)为依托,结合陕西省汉滨区第三人民医院的基坑工程,联合运用软件FLAC3D和正交试验,通过室内模型试验和长期监测,开展基于变形控制的土钉-桩锚联合支护结构设计方法与应用研究。论文的主要工作有:(1)综合运用岩土仿真软件FLAC3D和正交设计,将土钉-桩锚联合支护结构的最大水平位移作为研究对象,设计以支护参数为试验因素的正交试验。通过极差分析和方差分析,研究影响土钉-桩锚联合支护结构最大水平位移的主次因素。(2)采用软件FLAC3D模拟土钉-桩锚联合支护结构基坑开挖支护全过程,分析不同施工时序(开挖高度、锚索张拉时机)下的基坑水平位移分布特征,提出土钉-桩锚联合支护结构的合理施工时序。(3)根据土钉-桩锚联合支护结构目前常用的“超载模型”和“放坡模型”两种简化分析理论,分别建立FLAC3D模型,分析简化分析模型在变形分布、大小方面的规律,并与实际支护结构计算模型的变形进行对比,得到了“放坡模型”变形计算结果更加符合实际情况的结论。(4)结合陕西省汉滨区第三人民医院基坑工程,并参考其他模型试验,设计土钉-桩锚联合支护结构的室内模型试验,通过模型箱的安装、土钉材料选择、应变测量、预应力施加和测量等方面设计,研究了支护结构开挖过程中的变形特点,根据支护结构受力分析了放坡模型的适用性。(5)分析了陕西省汉滨区第三人民医院的基坑特点,应用了变形控制设计理论,提出采用“放坡模型”进行设计、减小放坡角度、加大预应力等设计措施以及合理的施工时序方案;通过对基坑变形的长期监测,对支护结构变形控制措施的合理性和基坑工程的安全性进行了验证。