由于水平荷载和地震液化引起的桩基侧移过大或桩身结构强度破坏等工程事故屡见不鲜,有效提升软弱地层中桩基础的水平承载力与抗震性能是岩土工程中亟需解决的挑战,也是桩基工程研究的热点和难点问题。劲芯复合桩（简称复合桩）是将水泥土搅拌桩（或高压旋喷桩）与高强度的预制混凝土管桩联合形成的一种复合材料新桩型。工程实践表明预制混凝土管桩周围的水泥土可显著提高其竖向承载力,但国内外对劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能的研究尚处于探索阶段,已有成果难以指导工程实践。本文采用现场试验、室内模型试验、数值模拟和理论分析相结合的方法,对软土地基中劲芯复合桩的水平承载性能及可液化土层中劲芯复合桩的抗震性能开展系统研究,研究成果可为软弱地层中劲芯复合桩的水平承载力与抗震设计计算方法提供理论依据。论文的主要研究内容和成果如下:（1）通过3个不同场地桩基水平承载力现场试验,评价了软土地基中水泥土桩加固对预制混凝土管桩水平承载性能的提升效果。6根劲芯复合桩和3根PHC管桩的测试结果表明,采用水泥土桩加固桩周软土能有效提高PHC管桩的水平临界荷载及水平极限承载力,并可明显降低PHC管桩的桩身位移与弯矩。水泥土桩桩径与混凝土芯桩桩径之比为1.5～2.5的劲芯复合桩,其水平临界荷载比未加固的PHC管桩增大33%～50%,相同荷载作用下的桩头水平位移比未加固的PHC管桩减少40%～70%。增加水泥土桩桩径和混凝土芯桩桩径均可提高劲芯复合桩的水平承载能力。（2）水泥土加固提高桩侧土抗力和降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤是水泥土桩提升预制混凝土管桩水平承载性能的内在机理。水平受荷复合桩中混凝土芯桩、水泥土与桩周软土协同工作,共同抵抗水平荷载;水泥土加固不仅可大幅提高桩侧土抗力进而限制桩身变形的发展,而且可降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤,进而提高复合桩的水平承载性能。揭示了水泥土桩参数对复合桩水平承载性状的影响规律,增大水泥土桩桩径和提高水泥土强度均可提高复合桩的初始刚度和极限土抗力,但存在临界水泥土强度;水泥土桩桩长在10倍的芯桩桩径范围内,水泥土加固可有效提高复合桩的水平承载力。（3）考虑混凝土芯桩桩周水泥土和软黏土的土抗力分担及混凝土芯桩的非线性,提出了软土地基中劲芯复合桩水平承载力p-y曲线计算方法。将水泥土视为硬黏土,结合现有软黏土和硬黏土地基中桩基的p-y曲线模型,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,并引入混凝土芯桩的弯矩–曲率关系考虑芯桩的非线性,构建了软土地基中劲芯复合桩水平承载特性p-y曲线模型。工程实例现场实测结果验证了该模型理论计算的合理性。采用本文提出的p-y曲线模型分析了水泥土桩桩径、桩长和强度、混凝土芯桩弹性模量及桩头约束条件等对复合桩水平受荷性状的影响规律。（4）水泥土加固能够有效提升可液化地基中预制混凝土管桩的抗震性能,其内在机理是水泥土提高桩身约束效应和降低桩周土体循环剪应变。在地震作用下,水泥土桩加固可有效限制群桩基础周围土层中超孔隙水压力的发展,进而限制了因地震液化导致的土体刚度退化及场地基本周期的增加。复合桩工况中上部结构侧向位移和筏板沉降比未加固的预制管桩工况均大幅减少,水泥土桩加固深度越大则减少幅度越明显。桩周水泥土可有效限制其加固深度范围内的桩身截面弯矩的增长,可使桩身最大弯矩减少达70%,但不同水泥土加固深度下桩身出现动弯矩峰值的位置不同。（5）明确了水泥土桩设计参数（桩径、桩长和模量）、砂土相对密实度及震动强度等因素对砂土-复合桩-上部结构地震响应的影响规律,定量评价了复合桩场地的抗液化性能与复合桩的弯曲失效特征,进而提出了可液化场地中劲芯复合桩的抗震设计要点。增大水泥土桩桩径可大幅提高复合桩的抗震性能;当水泥土剪切模量与砂土剪切模量之比小于45时,增大水泥土剪切模量可有效提高复合桩的抗震性能;当液化土层较薄时,水泥土桩长度应穿过可液化土层,而在深厚液化土层地区,水泥土桩长度应不小于10 m;桩基在水泥土与可液化砂土交界处会产生较大的弯矩响应,该部位应采取必要的抗震构造措施。（6）揭示了桩筏连接形式对可液化土层中劲芯复合桩地震响应及抗震性能的影响规律和机理。相比连接式桩筏（CPR）基础,采用非连接式桩筏（DPR）基础可降低地基土体的液化趋势,进而限制土体因液化产生的刚度衰减;中粗砂垫层的隔震效应使得DPR工况中地基土体和上部结构的加速度反应均低于CPR工况;DPR基础的整体性和刚度相对较差,导致地震作用下DPR工况中上部结构侧向位移和筏板沉降均较CPR工况增大50%以上;CPR工况中复合桩的最大弯矩出现在桩头,而DPR工况中桩身最大弯矩出现在距桩头1/3～1/2桩长处,但DPR工况中桩身弯矩峰值较CPR工况减少近50%。