近年来,随着高层建筑和地下结构工程的不断兴建,工程界对基坑支护技术的要求也越来越高。双排桩支护结构由于侧向刚度大,桩身受力合理等优点而被广泛应用,但其受力变形机理及设计计算较为复杂,目前理论研究仍远远滞后于工程实践。因此,本文针对成层地基中双排桩支护结构的受力变形分析及应用开展如下研究工作:首先,简要介绍了双排桩支护结构常用的计算方法,鉴于目前计算理论不能充分考虑桩土相互作用的问题,在考虑双排桩支护结构受力变形特性及桩土相互作用的基础上,将前、后排桩均视为竖向放置的弹性地基梁,并基于欧拉伯努利双层梁理论,通过桩身各段的受力平衡条件建立了前后排桩的挠曲变形控制微分方程,继而根据桩端约束及基坑坑底平面处的连续条件得到了方程的解析解。其次,考虑到实际工程中双排桩地基土层存在成层性,将成层土视为水平向的均质弹性介质并用不同刚度的弹簧进行模拟,根据受力平衡条件得到了各段桩体结构的挠曲变形方程,再结合各段桩体连接处的连续条件以及桩顶桩底的边界条件求解得到成层地基中双排桩支护结构的幂级数解,进而可得到双排桩支护结构各点的变形和内力值。然后,结合算例探讨分析了土层性能、桩径、桩长、桩间距以及桩排距的变化对双排桩支护结构桩身内力位移的影响,并得到如下结论:(1)前、后排桩的桩身侧移及最大正负弯矩随桩间距的增大而增大,推荐桩间距的合理取值范围为2d~4d。(2)当双排桩桩排距和桩径取适当值时,才能使双排桩发挥出良好的支护作用,推荐桩排距的合理取值范围为4d~5d。桩径的合理取值范围为800mm~1000mm。(3)后排桩桩长对双排桩支护结构内力和位移的影响比前排桩桩长的影响小,建议前、后排桩设计桩长相同。最后,依托工程实例,对监测数据和本文方法计算数据进行对比验证分析,结果表明:(1)前、后排桩桩身弯矩最大值位于桩顶,最大负弯矩值处于坑底以下3m到4m的范围内,并且整个桩身弯矩基本呈“S”状分布。(2)桩身弯矩存在明显的反弯点,反弯点位置一般位于基坑底面。(3)前、后排桩桩顶的侧向位移最大,以基坑底面为分界线,基坑底面以上的桩身侧移减小幅度大于基坑底面以下的桩身侧移减小幅度。