本研究针对我国东部沿海城市为了扩充土地资源储备、扩展城市空间而展开的填海造陆工程生成的淤泥填石地层中的灌注桩成桩与设计中的工程难点问题展开研究。淤泥填石地层是因劈山填海造陆而产生的新型地层。由于淤泥填石地层复杂的力学特性，带来一系列桩基工程问题，一直未有成熟的桩基选型及统一可靠的成孔方案，桩基竖向荷载传递机理及影响因素不明。因此造成了难于给出桩基竖向极限承载力的精确计算方法及预测模型。本文以实际工程为依托，通过现场试验、数值模拟、人工智能深度学习、应力传递理论分析相结合的方法对其进行了全面深入的研究。研究过程中重点分析与探索了如下几个方面的工程与科学问题：淤泥填石地层中灌注桩成孔的工作机理与有效施工方法，灌注桩竖向荷载传递机理与承载性状，灌注桩承载力计算的模型预测理论。主要研究成果如下：
　　(1)提出了淤泥填石地层中灌注桩成孔的工作机理并确定了有效施工方法。
　　以浙江省温州市洞头区新城二期重点建设工程为依托，设计5种不同灌注桩成孔方案并进行现场试验研究。现场试验包括桩身完整性试验、混凝土充盈系数试验、静载试验；取得了大量第一手现场试验成果。在此基础上分析探明了灌注桩在淤泥层与填石层中钻进成孔机理。结果表明，本研究中发明的冲孔法灌注桩成孔方案完全适用于淤泥填石地层中灌注桩成孔；结合钢护筒护壁技术有效地克服了常规泥浆护壁技术会导致淤泥填石地层漏浆、塌孔事故偏多，充盈系数偏大等问题，从而解决灌注桩成孔难题。
　　(2)探讨了淤泥填石地层中灌注桩竖向荷载传递机理与承载性状。
　　基于4种不同成孔方案11根灌注桩的竖向静载试验数据，分析探讨了灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。基于8根冲孔法成孔方案灌注桩的竖向静载荷破坏性试验及桩身内力测试数据，比较分析了桩周填石层及原有土层的极限侧摩阻力实测值与勘察规范推荐值，结果表明，当前设计规范取值偏于保守。应用有限元数值分析方法对淤泥填石地层中灌注桩竖向承载力进行三维数值模拟，分析了桩身几何尺寸、桩周土性质和桩土相互作用特性对桩基承载力的影响。结果表明，桩基尺寸、桩周土弹性模量和桩土接触面强度是影响桩基承载力的主要因素。
　　(3)提出了淤泥填石地层中灌注桩承载力计算的模型。
　　基于静载试验法所得Qu值，分析了现有经验参数法、函数模型预测法的计算精度与可靠性；结果表明，经验参数法计算结果偏于保守，大部分现有函数模型预测精度不适用于淤泥填石地层中灌注桩极限承载力预测。结合淤泥填石地层中灌注桩承载特性，提出了修正经验参数法、自适应双曲线函数的极限承载力预测模型。在此基础上，提出了基于固定影响和随机影响的混合效应模型；结果表明，新模型可解决现有模型不能同时模拟总体平均桩基极限承载力和个体与个体之间差异的问题，极限承载力预测值达到了实测值的97.5%。
　　(4)提出了淤泥填石地层中灌注桩负摩阻力计算的荷载传递模型。
　　为了研究淤泥填石地层中灌注桩产生负摩阻力后的荷载-变形性状，在已有三折线模型研究的基础上，考虑桩基负摩阻力，结合桩侧、桩端分别由弹性进入完全塑性阶段，推导建立了新的荷载传递模型，推导出确定Q-s曲线的解析算式。基于灌注桩现场静载荷试验结果验证了所提出方法的合理性。
　　(5)应用人工智能深度学习技术探讨了的桩身轴力和侧摩阻力的计算方法。
　　基于长短记忆(LSTM)深度学习网络技术，提出了基于土体物理力学参数的桩身侧摩阻力和轴力的预测方法。利用已有数据训练的LSTM深度学习模型，能够准确预测未知荷载条件下钻孔灌注桩的桩体轴力和桩身侧摩阻力。模型对轴力和侧摩阻力的训练和预测结果的确定性系数均高于0.94。