城市快速发展,土地开发利用密度迅速提升,推动中央商务区、城市综合体繁荣,使得群体地下结构共同存在且集约化工作,对各类地下结构现有理论和设计方法提出新挑战。本文基于实际工程,发现地下结构群共同作用特征,提出地下结构群集约化设计理念,构建了双排支护桩兼做复合地基的集约化支护结构,采用数值模拟和理论分析方法,研究其空间和施工效应,获得主要结论如下:1、集约化支护结构重视和利用复合地基与坑底桩基对支护结构主被动区的侧向加固作用。双排支护桩兼做复合地基,支护功能完成后应考虑基坑开挖所受弯矩对于复合地基耐久性的影响,并应通过褥垫层厚度调整复合地基与支护桩竖向刚度对于基础筏板的影响。相比于天然地基,复合地基存在使得主动区土压力和侧向位移分别减少20.5%和66.7%,开挖影响范围由2倍挖深减少到1.5倍挖深;基坑被动区则由于抗拔桩的加固作用造成被动区土压力增大15.6%。建议重视和建立地下结构群集约化分析理论。2、研究济南地层条件的基坑空间效应,提出超深基坑整体设计法。基坑阴角影响范围约为2倍挖深,阳角效应随基坑长深比的减小不断增大,当长深比小于1时,达到极限。随着开挖宽度增加,支护结构侧向变形先增大后保持稳定。基坑开挖深度越大,基坑开挖宽度的影响也增大。当基坑挖深超过15m时宽度的影响不能忽视;支护结构水平位移随坑深比的增大而增大,随坑趾系数的增大而减小,当坑趾系数超过2.5时,支护结构基本不受内坑开挖影响;相比于基坑整体计算结果,单元计算和二维平面计算结果偏于保守,基坑深度超过15m应按照整体设计法验算。3、明确钻孔桩施工效应。单桩影响范围约为3.4倍桩径,排桩影响范围随排桩数的增大而增大,当桩数超过25根时基本不再变化,充分影响范围约为10倍桩径;土层分布模式影响钻孔孔壁颈缩曲线变化趋势,但其变形值仅与本身土体参数及钻孔几何参数相关,并不受其他土体影响。4、旋喷桩喷射压力随距离钻孔中心的径向距离增加而减小,喷射压力衰减随深度增加而加快;喷射压力对浅层土体施工扰动大于深层土体,对粉质粘土地基的影响大于粉土地基,其影响范围约为2.7倍桩径。