随着我国经济持续快速发展与城市化水平的提高,极大推动了城市地下空间资源开发利用。在大型地下商城、城市轨道交通和地下停车场等建设过程中,势必面临着大量桩基工程,其复杂程度和施工难度都在不断地提高。尤其在东部沿海地区,施工过程中经常遇到深厚软弱土层条件,其中大多为淤泥质软土,在该地层进行旋挖施工过程中,易发生孔壁发生缩颈、塌孔等工程问题。为了有效解决旋挖钻机在高灵敏性软弱土层中成孔出现的塌孔、缩颈等问题,工程中常采用高压旋喷桩对桩孔周边的软弱土层进行预加固,然后再使用旋挖钻机配合泥浆护壁进行成孔。该工程措施目前理论研究远滞后于工程实践,本文针对这一工程措施,通过理论分析、室内试验及数值分析手段开展系列研究,主要研究内容如下:(1)建立了水泥土加固区域孔壁力学分析模型,求解孔壁应力及位移理论解。将高压旋喷桩加固区域等效为圆形孔壁衬砌,运用弹塑性力学基本原理对模型在不同状态下进行受力分析,通过摩尔-库伦屈服准则和塑形流动法则求出水泥土加固区应力与位移解析解,以及水泥土加固区破裂半径,为不同土层条件下水泥土加固厚度确定提供理论指导。(2)通过无侧限抗压强度、三轴剪切室内试验,研究了养护环境、水泥掺入量、龄期对水泥土强度的影响。试验结果表明,水泥土在淤泥箱养护条件下的无侧限抗压强度约为标准养护条件下强度值的0.86倍;水泥土强度随着水泥掺量的增加而增大,随着龄期的增加而提高;并根据试验结果,统计了不同水泥掺量、龄期下水泥土强度参数值,可供实际工程设计和数值模拟相关计算参数取值参考。(3)通过FLAC3D软件建立旋挖施工孔壁受力分析三维模型,分析了不同工况下孔壁水平位移和塑性区特征,进一步确定不同桩径、桩长条件下水泥土最佳加固厚度,并将数值模拟结果与理论计算公式对比分析,得到修正系数k,以便理论分析更好地指导工程实践。