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当前我国基础建设呈现跨越式发展,对桥梁桩基础的承载力和沉降都提出了极高的要求。多节旋挖挤扩灌注桩(DX桩)具有多层分散承载的特点,以及承载力高和沉降小的优点,为了促进探索DX桩这种新技术在大型公路桥梁桩基础中的应用,本文综合采用现场试验、理论分析和数值模拟等多种手段,对DX桩的设计方法、承载机理和DX群桩的承载能力、沉降控制能力进行了一系列研究,主要研究成果如下：1、多个工程实例的计算分析表明按照《公路桥涵地基和基础设计规范》JTGD63-2007的规定计算端阻和侧阻,按《三岔双向挤扩灌注桩设计规程》JGJ171-2009的规定计算盘阻,更符合实际情况。2、采用实测实验数据分析,依据安装在桩身的钢筋计得出在不同荷载级下的钢筋轴力,得出了承力盘盘阻、桩身侧摩阻力、桩端阻的载荷转换机理。承力盘盘阻的发挥早,仅需要很小的位移。位移到达一定值后,部分侧阻已经到达极限值,总侧阻力开始下降,而盘阻及其分担荷载比例迅速增加。端阻在整个受力过程中其所占的比重很小,而且端阻的发挥需要桩身发生很大的沉降。各承力盘承载力的发挥有一个时间上的顺序效应,上盘承载力先发挥,下盘后发挥。3、采用数值模拟手段分析承力盘上下土体的应力状态,得出了承力盘上下土体的应力分布规律。在荷载较大时,承力盘上部土体侧摩阻力减小,其影响范围大概为盘径的35%,承力盘下部土体的侧摩阻力增加,其影响范围大概为盘径的30%。多节旋挖挤扩灌注桩随着沉降的增加,承力盘上部土体出现拉应力,即可能出现临空面。4.、采用数值模拟手段建立了DX群桩模型,定性分析了桩土沉降云图、桩身应力曲线；得出了桩土沉降规律及其桩身应力传递规律,并且利用群桩Q-S曲线和单桩Q-S曲线定量对比了不同桩间距DX群桩的承载力和沉降控制能力,对比了直桩群桩和DX群桩的承载力和沉降控制能力、盘位错开布置和盘位平行布置的承载力和沉降控制能力。得出了最佳桩间距及最佳的盘位布置方式及直桩群桩与DX群桩在承载能力和沉降控制能力上的差别,确定出了DX群桩的性能优势。