在上覆土层较薄基岩埋深较浅的土岩组合地层中,传统桩体施工相对比较困难,微型钢管桩和预应力锚索作为一种比较新颖的支护结构得到了运用。目前,微型钢管桩对基坑开挖变形特性研究还不完善。本文依托青岛某土岩组合基坑工程,运用有限元软件MIDAS/GTS对钢管桩-预应力锚索联合支护剖面进行三维数值模拟,对土岩组合地层深基坑的变形特性进行研究,分析不同工况下基坑土体的位移和支护结构的变形规律,然后将数值模拟结果与现场监测数据进行对比分析,验证了数值模拟的合理性。最后,重点从支护结构设计参数、外界荷载、岩土层厚度三方面分析了其对基坑变形的影响,并结合数据统计软件对基坑周边地表沉降和桩身水平位移进行方差分析,探索了支护结构设计参数和荷载大小在青岛土岩组合地层中对基坑周边地表沉降和桩身水平位移的显著程度。主要研究成果如下:1.介绍青岛市某土岩组合基坑工程概况、支护方案及排水方案。以4-4钢管桩-预应力锚索支护剖面为研究对象,建立三维有限元模型,分析钢管桩-预应力锚索支护结构在“上软下硬”特殊地层中不同工况下土体的(水平、竖直)位移及桩身的变形情况,最后将数值模拟结果与现场监测数据进行对比分析,验证了所建三维数值模型的合理性,进而丰富了钢管桩在土岩组合地层中应用的研究成果,为进一步深入研究奠定基础。2.重点从支护结构设计参数、外界荷载、岩土层厚度三个方面相对较为全面的分析了其对基坑地表沉降和桩身水平位移的影响,得出以下结论:(1)在设定的桩间距范围内,地表最大沉降和桩身最大水平位移均与桩间距呈线性相关;地表沉降值与锚索预应力的变化呈二次抛物线的关系,桩身水平位移最大值与锚索预应力呈线性相关;锚索间距的大小对基坑变形的影响很大,随着锚索竖向间距的增大,桩身水平位移和基坑沉降变化速度增大,可见预应力锚索竖向间距是影响该支护结构体系水平位移和基坑外侧土体沉降的重要因素;(2)基坑地表沉降值与荷载的大小呈二次抛物线的关系,桩身最大水平位移与荷载大小呈线性相关,但基坑周边荷载对基坑的变形影响较小,可能是由于上覆土层厚度较薄岩石地层较厚的原因。(3)在不同的土层厚度条件下,基坑周边地表沉降最大值与上覆土体厚度呈二次抛物线的关系,桩身最大水平位移位置随着土层厚度的改变而发生改变;当强风化岩层厚度改变时,地表沉降值随强风化岩厚度的增加而增大,桩身水平位移变化趋势改变,强风化岩层比中风化岩层对桩身水平位移影响大。3.结合数据统计软件进行多因素方差分析,探索了钢管桩-预应力锚索支护体系中支护结构设计参数及周边荷载对基坑周边地表沉降影响程度依次为:锚索竖向间距>锚索水平间距>桩间距>预应力>桩长>荷载>倾角;对桩身最大水平位移影响程度依次为:锚索竖向间距>锚索水平间距>预应力>桩长>倾角>桩间距>荷载,丰富了钢管桩-预应力锚索联合支护在土岩组合地层中应用的研究成果,为今后基坑支护结构设计提供参考依据。