为适应各种复杂工程情况,深基坑排桩支护结构从单排桩发展到了双排桩,但随着基坑深度的加深,场地情况更加复杂,双排桩已无法满足部分工程的需求,需要与内撑、锚杆组合使用,从而又丧失了双排桩无内撑、施工便利等部分优势。针对这一问题,出现了一种新型基坑支护结构——三排桩支护结构,该结构能提供更大的侧弯刚度、更好的限制支护结构的变形、更高的抗倾覆性能,在深基坑工程中实用性强,具有较好的发展前景。但是,三排桩支护结构作为一种新出现的基坑支护形式,缺乏对其深入的理论与实践研究,该结构的计算方法、内力分布特征以及变形规律等方面的研究都处于空白阶段。故本文围绕三排桩支护结构进行了深入的研究,探索并验证了三排桩的计算方法;对提出的几种提升抗倾覆性能和控制变形能力的改进三排桩支护结构申请了一项实用新型专利,并对其进行了数值分析;结合武昌某基坑工程实例,探究了三排桩抗倾覆稳定性的计算方法以及各关键因素的影响规律;运用岩土有限元软件Midas GTS对三排桩支护结构进行数值模拟,分析了结构内力分布、变形规律以及敏感参数变化对结构的影响,弥补了三排桩支护结构理论研究的空白。论文的创新性和主要研究成果如下:(1)申请和授权了三排桩与土钉墙相结合的改进三排桩支护结构的实用新型专利,包括:在后排桩的所有或部分支护桩内设有竖向锚杆或工字钢的竖向锚固三排桩,将前排桩设置成倾斜桩的倾斜三排桩,将后排桩设置桩底扩大头的扩孔三排桩,以及合理设置桩顶对撑间距等提高三排桩抗倾覆性能、减小变形的措施。(2)提出了基于等效刚度原理、基于基坑规范弹抗法、基于有限元分析的三排桩内力与变形的计算方法,并探讨了三排桩等效刚度计算法,虽能得到较为准确的变形规律,但是内力分布差异较大。(3)利用极限平衡原理,提出了三排桩支护结构、竖向锚固三排桩抗倾覆计算模型及其安全系数计算公式。运用该计算方法结合武昌某三排桩基坑工程实例分析得,竖向锚杆良好的抗倾覆效果,对顶撑合理的间距宜控制在40m~60m范围内。根据各关键因素对抗倾覆的影响分析,提出了三排桩抗倾覆性能优化设计方法,得到了各因素影响力大小排序:前排桩桩长>三排桩桩长>超载>桩排距>桩间距>桩径>竖向锚杆锚固力≈对顶撑间距。(4)通过有限元数值分析得到,软件计算结果与工程监测数据较为一致,三排桩支护结构的内力值与变形量从前排桩到后排桩逐渐递减。中排桩与前、后排桩不同排距对支护结构整体内力与变形的影响较小,故可灵活布置中排桩桩位,有效避开地下障碍物。对比分析得各参数对支护结构内力与变形影响的敏感性大小依次为:桩径>桩间距>桩排距>桩长,前排桩参数的设定对支护结构内力与变形控制起到关键作用。倾斜三排桩,扩孔三排桩在一定程度上减小三排桩支护结构的水平变形。