水泥土搅拌桩内插预制工字型钢筋混凝土桩是一种新型支护工法(HCMW工法),该工法具有减少支护体系的空间占地、节材环保、免回收等优点,目前已在较多工程中取得良好的应用效果。为促进该工法更好地推广应用,还需对其设计方法及其支护机理、支护效果等进行深入研究。本文从室内模型试验和常州某工程案例两个角度,对HCMW工法的设计方法与支护应用效果展开研究。主要研究内容与结论如下:(1)本文通过对相关资料的总结归纳,给出了工字型的两种等效设计方法与水泥土桩桩径与入土深度确定方法。并系统性的阐述了支护体系的承载力与稳定性验算方法,为HCMW工法设计提供参考。(2)从土压力沿深度的分布、随开挖工况的变化、与朗肯极限土压力的比较三方面来讨论模型试验土压力测试结果。得到支护体系中桩背土压力在深度上呈现处近似梯形分布。同时由于支护结构位移中转动效应的影响使得实测主动土压力比朗肯主动土压力稍大。(3)对模型试验中桩顶水平位移进行监测与分析,结果显示支护结构变形过程可以分为初始、稳定、位移增长及破坏四个阶段,联系其嵌固深度得到该模型体系的临界嵌固比λ=0.46。基于最小势能原理,计算得到了考虑水泥土刚度贡献度的桩顶最大水平位移解析解。同时研究也表明支护结构变形受到水泥土的影响,水泥土为支护结构提供了刚度贡献为39.001%。(4)结合flac3d软件对实际工程中桩身位移、桩顶沉降、地表沉降以及土体变形进行分析,结果显示该设计满足二级基坑对变形控制的要求。同时通过flac3d软件分析了不同水泥土刚度对支护体系的影响,结果显示桩身最大位移与水泥土弹性模量之间呈现非线性变化规律。桩身应力则呈现出先减小再增大的变化规律。分析认为工程中应将水泥土弹性模量控制400-600MPa左右为宜。