var arr = [[1, 2, 3], [2, 4, 5], [1, 5, 7], [5, 3, 7]], //исходный массив
b = arr.join().split(',').sort(function(a, b) { return a - b }), //приводим исходный к одномерному, сортируем
newarr = [];
for(var i = 0; i < arr.length; i++){ newarr[i] = b.splice(0, arr[0].length) } //заполняем новый массив
alert(JSON.stringify(newarr));
в javascript вообще нет поняти «многомерный массив» =)