随钻跟管桩作为一种施工机械化程度高、无泥浆污染、施工速度快、质量易于控制的节能环保型新桩型,其特殊工艺在于沉桩、掘进、取土同时进行,并在单桩达到设计标高后,桩底用混凝土封底,再进行桩侧后注浆。其单桩竖向抗压承载力比目前的静力压入桩和锤击打入桩大幅提高,并减少了锤击和抱压对管桩的损伤,适用地层广。目前,该桩型管桩之间的连接还采用传统的焊接工艺,焊接时间长,影响了整体施工速度的提高;该桩型桩靴目前采用的是钢桩靴,造价较高。因此,设计出适用于该桩型的快速连接装置,研制出性价比高的桩靴装置,并开展抗震模型试验研究,对该桩型的广泛推广应用具有较大的实用价值。本文的主要工作及成果如下:1、设计一种随钻跟管桩新型快速连接装置及使用方法;通过ABAQUS精细化建模仿真分析,对其抗弯、抗拔、抗剪承载力性能进行研究,验证设计是否满足规范要求,并对其进行优化分析。结果表明:新型快速连接装置采用Q460钢材制成,厚度在25~30 mm,宽度在320~360 mm,不仅可以满足抗剪、抗弯、抗拉承载力要求,还可以节约成本。2、设计一种随钻跟管桩新型桩靴;基于弹性接触的理论模型,提出了基于通过试验得到的塑性与裂纹区宽度与圆环整体宽度之比?的承载力简化计算公式和不同情况下桩靴混凝土等级的选用方法和附表,为本文所提出的桩靴的设计和生产提供了理论基础和施工指导;通过足尺承压试验,观察到桩靴在底面压裂缝和侧面张裂缝的共同作用下破坏并向四周飞溅;箍筋-弯直径和混凝土强度对承载力有积极作用,箍筋-直直径对承载力影响不大,环向箍筋直径会影响底面平整度,进而降低承载力;证明了关于?的承载力简化计算公式的合理性,当?取0.4时,试验所得的承载力特征值是简化公式理论值的1.2倍,即安全系数为1.2。3、在总结前人管桩抗震性能研究成果的基础上,研制出一种面内多向剪切且基频可调的圆形层状剪切箱,设计随钻根管桩桩-土间注浆界面的模拟技术并展开振动台模型试验;通过处理模型砂土中加速度传感器的数据,研究试验前后模型体系的动力特征(自振频率、临界阻尼比)变化情况;研究模型地层的加速度反应规律;检验所设计的抗震剪切箱对边界效应的处理效果,为后续随钻根管桩抗震性能的开展打下坚实的基础。通过随钻跟管桩抗震模型试验的设计及实施,得出了以下成果及规律:(1)通过试验,表明本次试验设计的圆形层状剪切箱边界效应较小,在保证对箱内土体的约束及剪切作用下,边界不会对地震波产生反射和散射现象;本次试验设计的注浆系统可以很好的模拟DPC管桩的施工工艺。(2)随着振动强度的增大,土体的自振频率减小,阻尼比增大。(3)桩侧土体自下而上,逐渐过滤掉了远离土体自振频率的高频率,变为一个接近土体自振频率的单峰值,说明土体具有滤波作用。(4)随着输入地震波峰值加速度的增大,桩底加速度峰值放大系数逐渐增大,由具有减震作用到不具有减震作用,砂土层至桩顶承台加速度峰值放大系数逐渐减小。