承受水平荷载作用的排桩,其设计计算理论尚不成熟,工程中常结合经验用单桩的计算方法来分析排桩的受力和变形特性,或者把排桩等效成等刚度的墙体,作为平面应变问题来考虑。而排桩结构受到诸多因素的影响,具有很强的“空间效应”和“时间效应”,这些简化的计算方法难以全面考虑排桩受力的各影响因素,也不能反映排桩实际工作性状。通过三维有限元模拟能全面考虑各因素影响,揭示排桩的受力和变形特性,对排桩的设计与优化具有很好的指导作用。本文结合某实际基坑工程,通过水泥土无侧限抗压试验和土的三轴压缩试验确定水泥土和土体的强度和变形参数,用弹性地基反力法-m法计算分析了排桩受力和变形,然后利用大型有限元软件ADINA建立基坑部分三维模型对基坑开挖过程进行动态模拟,通过模拟位移与实测位移的对比验证了模型的正确性。在三维有限元模拟的基础上研究了排桩变形的“空间效应”和“时间效应”以及排桩受力特性和变形规律,并将m法计算结果、二维有限元模拟结果和三维有限元模拟结果以及实测数据进行了对比分析,证明了三维有限元分析考虑因素更全面,更能反映排桩工作性状,也更符合实际。改变桩径、桩长、水泥土墙设置、土体参数(弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角)进行多次三维有限元模拟,研究了各因素对排桩变形的影响规律。研究结果表明:桩径和桩长对排桩变形影响最显著,在一定范围内增大桩径或桩长可以明显减小排桩位移,但增大达到一定程度以后,再增加桩径或桩长对位移的影响就很小,通过增大桩径或桩长来减小支护结构变形是不经济的;水泥土墙设置与否对排桩位移影响显著,排桩支护设计计算应该考虑桩侧水泥土墙强度的影响;土体参数对排桩位移也有一定程度的影响,其中,土体弹性模量和泊松比对排桩位移影响较大,而土体粘聚力和内摩擦角影响相对较小。在其他参数不变的情况下,排桩位移随土体弹性模量增大而减小,随土体泊松比的增大而增大。有限元模拟需要特别注意弹性模量和泊松比的取值。