سازه‌های زیرزمینی شامل هر سازه‌ای است که زیرسطح زمین ساخته ‌می‌شود.

سازه‌های زیرزمینی هزاران سال است که به واسطه‌ معادن و اخیراً به واسطه حمل و نقل شامل ایستگاه مترو و فضاهای تونلی مربوطه و ساخت مسکن توسعه یافته است.

طراحی و ساخت سازه‌های زیرزمینی مانند ایستگاه مترو نیازمند فرایند و روش‌های متفاوتی از دیگر پروژه‌ها است. در بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته صنعتی، ساخت سازه‌های زیرزمینی به دلایل اقتصادی در مقایسه با سازه‌های سطحی در حال افزایش است.

سازه‌های زیرزمینی به چندین گروه زیر تقسیم می‌شود:

• تونل‌های حمل و نقل و تونل‌های مهندسی هیدرولیک.
• تسهیلات مترو.
• نیروگاه‌ها بویژه نیروگاه‌های برق آبی.
• گاراژ و کانال‌های شهری.
• مخازن آب آشامیدنی.
• امکانات ذخیره‌سازی نفت و گاز.
• تاسیسات نظامی و ...

طراحی ژئوتکنیک بخش مهمی از طراحی سازه‌های زیرزمینی در تمام مراحل پروژه از زمان مطالعات مفهومی تا طراحی دقیق و نیز در طول ساخت سازه است.

اجزای سازه‌های زیرزمینی با توجه به طرح هندسی و معماری تعیین می‌شود که برای ایستگاهای زیرزمینی (با پیچیدگی بیشتر معماری) نمود بیشتری پیدا می‌کند. سازه های زیرزمینی از جمله سازه‌های پیچیده مهندسی هستند که طراحی و روش‌های اجرای آنها دامنه بسیار وسیعی دارد. از جمله این روش‌های ساخت می‌توان به شمع و ریب، سیستم تونل‌سازی اتریشی (NATM)، سیستم تونل‌سازی مکانیزه و روش‌های کند و پوش (Top-Dowm و یا Bottom-Up) و ... اشاره نمود. باید توجه داشت عوامل مختلفی از جمله پدافند غیرعامل، سطح آب و شرایط آب‌بندی، عمق استقرار سازه، خصوصیات سنگ یا زمین اطراف سازه و ... در انتخاب روش اجرا تعیین‌کننده است. همچنین در شرایط خاص با توجه به خصوصیات زمین‌شناسی و ضعیف بودن جنس خاک یا سنگ میزبان ممکن است به بهسازی و پیش تحکیم محیط اطراف سازه زیرزمینی نیز نیاز باشد که روش‌های متعدد و متنوعی (از جمله انواع روش‌های تزریق و ...) دارد.

عامل اصلی در طراحی تونل‌ها، شفت‌ها و سازه‌های زیرزمینی، محیط میزبان و اثر آن بر سازه است. میزان شناخت از محیط میزبان و ویژگی‌های آن در مقایسه با دیگر سازه‌های مهندسی محدودتر است. بنابراین محاسبات و طراحی‌ها ویژه و متفاوت از دیگر سازه‌های مهندسی بوده و تحلیل و طراحی، طبق کدها و استانداردهای مربوط به سازه‌های زیرزمینی، تونل‌ها و شفت‌ها است.

باتوجه به پارامترهای شناسایی نشده در رفتار محیط میزبان و سایر عوامل محیطی، خصوصیات محیط باید طوری در نظر گرفته شود که ایمنی و اقتصاد طراحی، بهینه باشد (با انجام آزمایش‌های دقیق و مناسب خاک و سنگ توسط تیم مجرب این پارامترها نیز تدقیق خواهند شد).

از موارد خاص طراحی انجام شده توسط مشاور مترا می‌توان به تجارب زیر اشاره کرد:

1-عبور تونل سگمنتی با فاصله یک قطر تونل از زیر 7 عدد لوله‌های سوخت پالایشگاهی شمال کشور.

2-عبور تونل اتریشی از زیر آزادراه آزادگان با فاصله یک قطر تونل.