为了全面落实可持续发展理念,延长工程结构使用寿命,既有建筑加固技术在我国建筑业及经济建设中占据越来越重要的地位。其中,改进既有地基基础加固技术,可以解决目前软土地基加固技术中现浇桩施工工期长、浇筑后强度不高等问题。课题研究制备了一种新型预制后注浆异型树根桩,它既能利用在小空间软弱地基加固中,还具有施工占地面积小、速度快、经济效益高等优点。通过理论分析、室内及现场试验等方法,对研制的预制后注浆异型树根桩的设计参数、制备工艺、施工技术及承载特性等展开了较系统的研究。主要工作及取得的成果如下:(1)分析了国内外异型桩及树根桩的受力机理及承载特性。通过参考后注浆桩施工工艺,设计了一种应用于既有建筑软弱地基加固的新型预制后注浆异型树根桩,制备了12根不同直径和连接方式的桩,通过室内力学性能试验,研究了桩身力学性能和连接技术,试验结果满足设计要求。在此基础上,优选了桩的设计参数、制备工艺,改进了制桩模具。(2)采用优选后的参数及工艺,制作了15根外径250mm、桩长1m的预制后注浆异型树根桩,应用配套的小型打桩机对预制后注浆异型树根桩进行了现场沉桩试验,并对其进行了后注浆施工操作,验证了其应用的可能性及适用性,总结了预制后注浆异型树根桩施工工艺,具备工程参考价值。(3)对预制后注浆异型树根桩进行了现场静载荷试验,通过试验得到的Q-s曲线,分析了预制后注浆异型树根桩的承载特性及沉降特性,确定了单桩极限承载力。结果显示,预制后注浆异型树根桩的地基加固作用效果良好。(4)依据桩基理论及现场试桩结果,分析了异型桩与桩周土体的相互作用,通过对桩孔扩张过程及浆液扩散的研究,引入形状修正系数及注浆增强系数,基于现行桩基规范,分别给出了非注浆及注浆情况下单桩承载力计算公式;基于异型截面对桩端土体沉降量的影响,引入沉降形状修正系数,给出了预制后注浆异型树根桩沉降修正计算公式。