目前在天津等软土地区,大面积深基坑采用传统排桩加内支撑的支护体系存在造价高、空间占用大、施工周期长、拆除后的废料难以处理等问题,逐渐不能满足当下的施工与环境保护要求,因此无支撑支护体系得到快速发展。多级支护是无支撑支护的一种形式,其是对基坑多级开挖的每一级采取相应的支护形式,以达到控制基坑变形及稳定的作用。目前已经有一些采用多级支护的工程证明了多级支护在控制基坑变形和稳定性的可行性,但是多级支护的受力变形机理、影响因素以及破坏模式的分类与判别方法等理论还缺乏系统的论证与分析,使得多级支护在应用时缺乏足够的理论支撑。本文首先对天津市采用多级支护基坑的现场实测结果进行分析,得到支护结构的受力和变形模式,并利用PLAXIS 2D对基坑的开挖过程进行数值模拟,验证数值计算方法的可靠性。在此基础上建立简化模型,通过对比不同两级支护结构间土体宽度模型的有限元计算结果,分析各级支护桩变形、弯矩、土压力以及周围土体位移场和剪切塑性增长区随基坑开挖的变化,研究多级支护的变形受力机理,并提出影响多级支护间相互影响程度的指标。在简化模型基础上利用强度折减法对不同支护结构间距下的基坑安全系数进行计算,通过对安全系数以及基坑破坏状态下的剪应变增量云图分析,将多级支护的破坏模式分为整体式、关联式与分离式破坏,并结合前文多级支护间相互影响程度指标提出破坏模式的判别方法。后续采用控制变量的方法分析两级支护不同结构参数设置对两级支护的变形影响规律,进一步对多级支护的设计提出相应的建议与指导。最后,为了优化多级支护对基坑变形的控制,在实际工程数值模型基础上对比不同一、二级支护形式下多级支护的变形,并对基坑变形控制效果较好的斜直交替支护进行作用机理和变形规律的分析,结果发现,增加斜直交替桩的斜桩桩长以及增大斜桩倾斜角度有利于发挥斜桩的斜撑作用,使得支护桩侧移减小,但同时支护桩的桩身最大正弯矩会增加。