随着经济的增长,科技的进步,城市化进程不断加快,对地下空间资源的开发利用已成为社会发展的重要战略之一,基坑开挖规模也越挖越深,越挖越大。基坑在向更大更深方向发展的同时基坑开挖的危险性也在不断提高,为提高基坑施工的安全性,部分基坑工程在进行支护设计时较为保守,有时会出现支护能力过剩的问题,造成资源的浪费。因此,对支护结构进行合理优化,将支护结构设计的既安全稳固又可节省施工成本成为了一项非常重要的研究课题。本文以邹平货运铁路专用线翻车机房基坑工程为背景,借助MIDAS GTS/NX软件对基坑开挖各项监测数据进行研究并对原支护结构进行优化分析,主要研究内容及成果如下:（1）对基坑实际开挖过程的监测数据进行研究分析,总结了整个施工期间地表和支护结构的变形规律。发现基坑周边地表沉降随基坑开挖深度增加而增大,沿着背离基坑方向呈现出先增大后减小的凹槽型沉降趋势。围护桩深层水平位移曲线整体呈现出两头小、中间大的弓型,水平位移值同样随基坑开挖深度增加而增大。内支撑轴力变化与基坑开挖有关,基坑向下开挖时支撑轴力会增大,基坑停止开挖后轴力变化趋于稳定。基坑开挖在影响支撑轴力的同时也影响着桩顶位移,桩顶位移值随基坑开挖深度的增加而不断增大。（2）介绍了有限元软件MIDAS GTS/NX,分析有限元计算结果,发现周边地表沉降、内支撑轴力、围护桩深层水平位移、桩顶竖向和水平位移的变化曲线均符合基坑支护及土体变形发展规律。将模拟结果和现场监测结果对比分析,发现模拟结果与现场监测结果大体一致,证明了有限元模拟的可靠性。（3）对内支撑形式进行优化,将“围护桩+混凝土支撑+钢支撑”的原支护形式优化为“围护桩+混凝土支撑”的支护形式,通过有限元模拟对比后发现“围护桩+混凝土支撑”的支护形式相比原支护形式可以在确保基坑施工安全稳定的前提下节省施工材料,简化施工步骤,缩短施工工期,证明了优化的可行性。（4）通过改变桩体嵌固深度、桩间距和桩径三个参数对支护结构进行优化,对三个参数进行变量分析,得到了不同嵌固深度、桩间距和桩径对围护桩深层水平位移的影响曲线。利用正交试验法得到三个参数的影响程度,通过对三个参数影响程度和成本消耗进行综合考虑后,最终确定优化后的支护参数为嵌固深度6.3m、桩径1.0m、桩间距1.4m。将优化后的各参数代入软件模拟,发现优化后的方案相比原方案既能减小基坑变形又能降低工程造价。