碎石桩复合地基以其良好的处治效果在工程实践中应用广泛,但由于受力状态和环境的复杂性,其承载力机理和计算理论尚未臻成熟。碎石桩加荷前、后应力状态的理论研究和试验研究都鲜有报道,其成桩过程及随后的排水固结过程对桩周土体的影响尚缺乏定量的认识。国内外进行的大量室内模型和现场试验研究结果表明:土体的应力历史、原位应力状态、成桩过程引起的超孔隙水压力、残余应力及随后的固结过程对软黏土中桩基础的实验结果有很大的影响。人们逐渐认识到一个完整而合理的桩基础设计应当考虑成桩过程、固结过程及加载过程的影响。将碎石桩的成桩过程看成圆柱形孔的不排水扩张过程,基于修正剑桥模型得到圆孔扩张问题的弹塑性解答,以此求解不同超固结比时圆孔扩张过程中桩侧有效应力场、超孔隙水压力和径向位移。因成桩后桩侧超静孔压只能通过数值方法求解,本文分别拟合正常固结及超固结土中成桩后桩侧孔压的解析函数,并与数值分析结果进行了比较。推导建立成桩后桩周土体的固结方程,求解超静孔压沿径向消散的解答,并结合算例分析土体应力历史、刚度对孔压消散的影响。考虑符合原状土体沉积的K0固结过程,以波士顿蓝黏土为例,运用有限差分程序Flac2D(5.0)对成桩及随后的固结过程进行数值模拟。模拟过程前,首先分析不同应力历史土体的原位有效应力,并对剪切模量的取值方法进行合理性探讨。得到四种超固结比时成桩后桩侧的孔压分布及有效应力场,并与已有的研究成果进行比较;孔压消散后,得到四种超固结比情形下桩侧的有效应力场。比较不同应力历史土体中孔压完全消散时,桩侧不同区域土体不排水抗剪强度的提高幅度。分析初始含水量、剪切模量两个因素对固结完成后桩侧土体不排水抗剪强度的影响,探讨了土体的结构性对成桩过程及固结过程的影响。针对桩侧土体原位有效应力沿深度增加但在成桩过程及随后固结过程中具有相似应力路径这一特点,本文给出考虑空间性的办法。