土钉墙因施工方便、经济高效常用于硬土地层的基坑支护,但基坑侧向和坡顶竖向变形较大。托换桩常用来控制既有建筑物基础的沉降。将托换桩与土钉墙联合形成的托换桩-土钉墙组合支护结构,当基坑开挖引起邻近建筑物基础沉降时,托换桩将原来由天然地基承受的部分荷载转移到托换桩上,减小了由邻近建筑物荷载和基坑开挖引起的基坑侧向土压力,托换桩与土钉墙共同承担侧向土压力和限制基坑及邻近建筑物变形,构成了托换桩-土钉墙-上部结构（邻近建筑物）共同作用体系。托换桩-土钉墙组合支护结构对邻近建筑物基础的预防性托换属于主动保护。目前对于这一新型支护结构研究甚少,不利于该技术的推广应用,为此本论文依托国家自然科学基金项目《托换桩-土钉墙组合支护体系的破坏模型和变形控制机理》（No.41272281）和山东省自然科学基金项目（No.ZR2012EEM016）,采用理论分析、数值模拟和现场案例相结合的方法,对托换桩-土钉墙组合支护结构的受力变形及稳定性等方面进行研究,研究成果可为该技术的优化设计与推广应用提供理论支撑,具有重要意义。论文的主要研究成果如下:（1）依据双参数弹性地基梁理论开展了托换桩单桩内力与变形分析,建立了适用于托换桩单桩的有限差分格式。为了验证本文方法的合理性,将有限差分计算值与工程实测值进行了对比,结果显示有限差分计算结果与实测值比较接近;两种结果桩身弯矩呈S型分布,每一种结果桩顶都存在一个负弯矩;有限差分位移计算结果和实测值位移变化曲线基本一致,呈现“鼓肚”状;无论是剪力值还是剪力作用位置,有限差分法计算结果与实测值较好的贴近。（2）依据水平刚度分配作用在土钉与托换桩上的土压力,提出了考虑P-Δ效应的托换桩-土钉墙组合支护结构内力与变形计算方法。采用该计算方法分别计算了托换桩桩身位移、地表沉降、托换桩弯矩、桩侧土压力、土钉轴力等,考虑P-Δ效应的计算结果与室内模型实验实测值较为吻合,验证了本文计算方法的合理性。托换桩承担了部分既有建筑物的荷载,导致建筑物荷载传递到基坑侧壁的土压力减少,减少的土压力产生的桩身水平位移和弯矩要大于桩顶荷载P所引起的附加位移和附加弯矩。同时桩顶荷载P所引起的附加水平位移也会引起土钉部分受力,土钉受力反过来限制基坑侧向变形。（3）由现场案例监测结果可知,托换支护法桩身位移随基坑开挖深度的增加而增大,位移曲线呈现“鼓肚式”;随着基坑的分步开挖,坡顶沉降不断增大,坡顶沉降呈现“凹槽形”曲线分布,距离基坑4-5m位置坡顶沉降最大。土钉轴力大小呈两头小,中间大的“枣核形”分布;采用有限元数值计算,研究了托换桩桩径、托换桩桩间距、土钉长度、土钉竖向间距、土钉预应力、托换桩嵌固深度、坡顶荷载等参数对托换支护结构的受力与变形特性的影响规律。在托换支护法影响参数分析中,随着土钉预应力的增加,桩身水平位移和桩身弯矩减小,但是当预应力超过40 k N后,位移和弯矩减小幅度不明显,因此托换支护法存在一个临界预应力。（4）采用有限元数值计算,分析了托换桩竖向失稳、托换桩侧向失稳、土钉抗拔破坏和整体失稳破坏四种破坏模式,同时得到不同参数对基坑整体失稳破坏的影响规律。基于对数螺线型破坏机构,推导了作用在基坑上的内能耗散率与外力功率解析表达式,提出了基于极限分析上限法下托换支护围护结构的稳定性理论计算方法。（5）依据工程结构性能要求,提出了托换桩-土钉墙组合支护结构应用于基坑工程时的设计步骤及设计计算方法。总结归纳了托换桩内力与变形计算公式及土钉轴力计算公式;在托换微型桩单桩承载力估算基础上,给出了托换桩桩侧摩阻力及桩端阻力修正系数,并提出了托换支护法中单桩承载力计算公式;嵌固深度应该满足抗倾覆验算、抗隆起稳定性验算、整体稳定性验算。（6）依托某工程实例,对比分析了托换桩-土钉墙组合支护结构的变形与内力计算结果与相同条件下的桩锚支护、地连墙支护实测结果。在建筑物沉降方面,地连墙+锚索结构整体刚度较大,在保护既有建筑物方面具有优势。通过托换支护法结构与桩锚支护结构对比,托换支护法结构要优于桩锚结构,托换支护法托换桩具有减沉桩的特点;比较三种结构下侧向位移的变化曲线,地连墙结构优于托换支护法结构,托换支护法结构优于桩锚结构。