近些年来,银川市区随着城镇化水平的加快,涌现了许多深基坑工程。当其应用预应力锚杆支护结构且存在较软弱的土层时,由于土质较差,土的抗剪强度、承载力较低,锚杆常会较密集布置,从而锚群产生应力叠加,引起群锚效应,这势必会降低基坑支护结构的安全性。随着基坑工程的规模和体量不断被刷新,基坑工程事故和局部坍塌时有发生。深基坑工程中常常需设置降水井,降水后,水力坡度加大,渗透力使得土体产生沉降。除此之外,随着工业用水的不断增多,银川市区地下水位持续下降,导致土中孔压下降,有效应力增加,同样引起土体产生沉降,土性也随之改变,加之环境效应的增强,理论计算和实际有较大出入,而小应变本构(HS-Small)能考虑土体应力历史、不同工况应力释放、流固耦合及应变相关刚度等,因此其在深基坑工程数值分析中能给出更为可靠的结果和位移,结合理论和经验判断,极大地提高基坑工程支护设计的安全性,且国内缺乏数值分析群锚效应的相关研究,因此开展深基坑小应变数值分析和群锚效应的研究显得尤为重要。本文以宁夏回族自治区党委办公区配套地下车库深基坑工程为研究对象,采用数值计算的方法,利用专业岩土软件Midas GTS NX中的小应变本构对土钉与锚杆联合支护(以下简称钉锚联合支护)的深基坑开挖-降水过程以及锚杆直径d、长度L、间距s、设置深度h对群锚效应的影响进行了数值分析,并以此为依据,优化原有基坑支护设计形式。主要研究结果如下:(1)利用HS-Small本构建立深基坑开挖-降水过程的数值模型,结果显示,随着基坑开挖深度的增加,基坑坑顶水平、竖向位移逐渐增大,基坑顶部阳角处变形较大,因此在施工过程中应及时完成该部分的支护结构,宜适当加密布置土钉。锚杆轴力随开挖深度的增加而加大,钉锚联合支护结构控制变形能力较好,下层锚杆控制变形能力优于上层锚杆。在钉锚联合支护和土钉支护形式界面处变形差异较大,钉锚联合支护中土钉轴力表现为轻微S型曲线,轴力最大值约位于沿土钉长度3/4位置处,不同于单纯土钉支护结构中轴力中间大、两头小的分布规律,但轴力分布规律是一致的,土钉中部或其附近轴力大于两端轴力。(2)群锚效应数值分析表明,增大锚杆长度L/直径d、间距S、设置深度h,均能够减小群锚效应,但其存在一个限值,且增大锚杆间距S时对群锚效应的减小存在两个分界值,其对群锚效应呈现出先减小再增大之后又减小的非单调影响关系。基坑支护中增大锚杆间距S有效减小群锚效应,锚杆间距S取2m较为合理。增大锚杆设置深度h虽有利于减小群锚效应,但若锚杆设置深度较大,应在基坑上部设置锚杆防止其上部变形过大。(3)基于深基坑数值分析和群锚效应的研究,优化原有设计形式,结果表明,优化设计结构整体稳定性符合规范要求。基坑阳角部位土钉适当加密布置,能够有效减小阳角变形,提高阳角处土体稳定性,有效防止土体破坏。锚杆布置间距取为2m,既能减小群锚效应,增加支护结构安全储备,以相对较低的锚杆轴力有效控制基坑坑顶水平变形,又能减小经济投入和加快施工进度。该结果也验证了前述研究结果的正确性。(4)在正确建立数值模型的基础上,将数值模拟和监测结果对比分析,反演了一整套银川市区利用此本构数值分析深基坑工程的参数取值表,以便为类似工程的数值分析、设计提供依据。