软土地区地下水位高,土质软弱,土体受工程活动影响较大。在这类地区进行灌注桩及CFG桩基施工时从桩顶标高至地表范围内会留下空孔,工程案例表明,当大量空孔同时存在时,其对周围环境会造成较大影响,即群孔效应。本研究利用工程实测、离心机试验及数值模拟等多种方法,对单孔及群孔引发周边地层变形的规律及群孔效应的内在机理进行了研究。对于大量桩孔较难模拟的问题,提出了多孔合并法及等效基坑法等简化模拟方法。进一步针对群孔效应对周边环境的影响提出了提前施工地连墙等几种控制措施。主要内容如下。(1)本文首先利用Plaxis 3D有限元模拟对单孔及群孔引发周边地层变形的规律进行了研究。模拟结果表明,群孔引发的周边地表沉降与孔数呈对数关系,孔数增大到一定值时沉降不再显著增长。孔数较少时,群孔效应引起的周边深层土体竖向和水平向变形最大值均位于距地表一定深度处。随着孔数增多,周边土体的竖向和水平向变形均增大,最大值位置逐渐转移至地表并呈现三角形变形模式。群孔效应的主要影响区为孔底标高以上、距群孔边界2倍孔深以内区域。(2)为了精细化模拟群孔效应,本研究进行了单孔及群孔的离心机试验及相应的数值模拟,在此基础上进行了数值模拟参数分析。离心机试验进一步验证了群孔效应的严重影响,基于试验和数值模拟结果,通过孔周应力变化及孔周土体变形分析揭示了群孔效应的内在机理。结果表明,单孔情况下周围土体中会出现水平环向应力拱和竖向应力转移,有效限制孔壁内缩变形。而当大量空孔存在且孔间距较小时,孔周边土体水平和竖向应力拱相互影响削弱导致每个空孔的内缩变形均大于单孔时的变形值,这是群孔效应引发周边土体变形严重的主要原因。(3)针对群孔效应对周边环境的影响,提出了几种较为经济有效的控制措施,包括在桩基施工前提前施工围护结构、空孔回填、提前施工第一道支撑及隔离桩等。采用空孔回填措施时,回填整个群孔区域外围一定排数空孔就可起到较好的效果;提前施工第一道支撑,可以大幅度增加围护结构的抗侧移刚度,进一步减小围护结构的水平变形;基坑外施作隔离桩也可以在一定程度上控制隔离桩外侧地表沉降。(4)为解决实际工程中大量空孔情况下群孔效应较难模拟的问题,提出了多孔合并法和等效基坑法等简化模拟方法,并利用工程案例进行了对比与验证。