挤扩桩是一种新型高效的桩基结构形式。与传统等截面桩相比,挤扩桩的扩径部增大了桩与地基土之间的接触面积,可以大幅度提升桩基承载力,增加桩身结构的稳定性。本文以挤扩桩承载力评价为研究目的,研究了涡压挤扩成桩过程中桩-土相互作用机制。通过室内试验和数值模拟分析,得到了12种桩型的涡压挤扩桩抗压承载特性和抗拔承载特性,在此基础上给出了涡压挤扩桩的承载力计算方法。本文主要研究工作如下:(1)首次提出了涡压挤扩桩成桩工艺方法,研究了流态混凝土与土体在挤扩过程中的力学耦合作用机制。推导了混凝土向腔外土体挤入的力学条件。基于圆孔扩张理论和vesic扩孔理论,建立了广义形式的涡压挤扩模型和方程。(2)应用摩尔-库伦准则和修正剑桥模型,推导了挤扩弹性区/塑性区的应力解、位移解和极限挤扩压力,为涡压挤扩桩承载力计算、沉降计算和荷载传递机理分析提供了理论基础。(3)试验研究了不同扩径部数量、扩径部直径以及扩径部间距等条件参数下的涡压挤扩桩的抗压承载和抗拔承载特性。根据12根不同形状和尺寸的受拉/压荷载模型桩的力学特性参数测试数据,包括Q-S曲线、桩身轴力分布等结果,总结了挤扩单桩竖向承载特性和沉降变形规律。研究了砂土介质中挤扩桩桩身拉压变形特性,得到了等截面桩、单扩径部桩、双扩径部桩以及多扩径部桩的承载特性规律。(4)以上述挤扩桩物理模型试验数据为基础,建立了ABAQUS数值分析模型,定量分析了涡压挤扩桩的抗压/抗拔承载特性参数变化规律,包括扩径受压桩/受拔桩的地基土破坏形态、荷载-沉降关系和荷载传递规律,与室内试验的结果对比分析吻合较好,证明了挤扩桩承载力较传统等截面桩具有显著的优势。(5)综合室内试验和数值模拟结果,本文通过修正传统挤扩桩计算公式,提出了涡压挤扩桩抗压/抗拔承载力计算方法和公式,更符合实际工况,为涡压挤扩桩的工程应用提供了理论与数据支持。