在土木工程中，冗余度可以认为是结构（构件）抵抗连续倒塌的能力。国外对于冗余度的研究开展较早，这种设计理念在结构工程中也已经得到很广泛的应用，然而地下工程中冗余度理论的研究在国内外则几乎是空白。基坑工程是一项综合性很强、风险性很大的工程，稍有不慎就会酿成巨大的工程事故。据统计，很多基坑事故都是由于挡土结构或支撑体系结构的破坏或变形过大而引起的，因此，有必要在基坑工程领域引入冗余度设计理论，以防止出现基坑的连续性倒塌，从而提高基坑工程的安全性和稳定性。本文研究了基坑水平支撑系统的冗余度，并利用PLAXIS3D对基坑工程的冗余度进行了三维数值分析。在基坑水平支撑系统的冗余度研究部分，利用杆件拆除法及Frangopol提出的结构构件冗余度参数计算公式对水平支撑体系的承载力冗余度和刚度冗余度进行研究，并在混凝土用量基本不变的前提下，对比分析了不同的水平支撑布置形式、不同内支撑构件截面尺寸对结构体系冗余度的影响，最后提出一个考虑冗余度的水平支撑系统优化设计。在基坑工程冗余度的三维数值分析部分，研究了基坑水平支撑系统发生局部损伤对整个基坑的空间影响；分析了考虑冗余度的水平支撑系统优化设计形式对基坑土体的竖向位移、围护结构的侧移及内力等方面的控制效果；根据前述分析，提出了一个考虑冗余度的竖向支挡结构优化设计。