随着城市的发展,道路建设错综复杂,城市地面空间愈发显得狭小。城市人口及汽车数量的剧增,使得公共交通压力增大,路面交通拥挤不堪,人们出行缓慢。为了进一步发展城市,减轻交通压力,地铁成为现代化大城市建设的必然选择。城市地铁建设紧邻周边高楼建筑和地下管线,基坑开挖难度大,加上地下土体性质复杂、地层多变,基坑施工的安全问题受到极大重视。本文简述了国内外地铁的发展现状和基坑工程的主要特点,并详细介绍了基坑支护设计计算理论基础、设计计算方法、基坑变形特征及其变形机理。此外,根据哈尔滨市轨道交通3号线二期工程湘江路站地质水文条件、支护结构形式和周边环境特点设计并编写施工监测方案,包括监测点的布设、监测内容、监测方法及监测频率等。结合哈尔滨市轨道交通3号线二期工程湘江路站深基坑工程实例,采用Ansys有限元软件对地铁基坑开挖及支护过程进行了数值模拟分析。根据本地铁基坑的形状特点,把基坑简化为二维平面问题,采用平面连续介质有限元法进行模拟分析。模型中考虑了土体与围护结构变形的不连续性,建立了接触单元,并采用Drucker Prager理想弹塑性土体本构模型,利用Ansys有限元中的“生死单元”功能把基坑开挖过程分为多个工况进行非线性分析,并将模拟分析结果与工程实测数据进行对比,分析其存在差别的原因。对比结果表明,有限元模拟围护结构变形和钢支撑轴力变化结果符合工程实际情况,因此利用Ansys有限元法把基坑简化为二维平面问题进行分析是可行的。