目前软土地区的基坑工程设计中,为了控制基坑开挖对周边环境的影响,深基坑多采用基坑围护桩(墙)加内支撑的支护体系。尤其是大面积基坑,支撑体系造价高,施工不便周期长,拆除后产生固体废弃物多。因此,在对于大面积基坑,在条件适当的情况,取消水平支撑可实现基坑的节材降耗。多级支护是近年来提出的一种无支撑支护形式,在竖直方向上,多级支护体结构是沿深度方向将原有基坑划分为多个部分,每一部分的基坑分别支档;水平方向上,采用距离不等的土体台阶将各级支护结构分隔开来。目前,多级支护技术已经成功应用于全国20余项大面积深基坑工程。本文提对多级支护的受力机理及变形特征开展了研究。首先对天津嘉海2期多级支护基坑实测结果进行分析,获取多级支护的变形模式;利用有限差分软件FLAC3D对其进行数值模拟,在验证数值模型有效性的基础上,进一步分析了多级支护的弯矩和土压力特征,揭示了其受力机理。在此基础上,根据简化的数值模型,对无支撑多级支护开展参数研究,得到了开挖深度比、两级支护间距离、支护结构长度、支护刚度、土层分布对多级支护变形及受力的影响。最后,为了进一步改进多级支护的工作性能,本文提出了倾斜多级支护、在两级支护间增加斜撑、增设三级支护桩级支护变形三种优化措施,并采用数值模拟对上述方法进行了参数分析。本文研究结果表明,由于二级支护的嵌固及支护间土体的反压作用,软土中大面积基坑,采用多级支护工作性能良好,能很好满足坑变形要求。