预制管桩作为一种新型的基坑支护结构,具有施工速度快、环保效益高、施工周期短等优势,近年来逐渐得到工程设计人员的重视。然而,由于沉桩“挤土效应”等因素的影响,其在工程中的应用较少。为此,本文结合镇江市某预制管桩基坑支护工程,对预制管桩在沉桩过程中出现的“挤土效应”和基坑支护效果进行研究,具体内容如下:(1)详细介绍了本文研究的预制管桩基坑项目位置、土层物理特性、周边环境等,为以后相似工程作参考。然后从多个方面阐述了该基坑支护工程采用预制管桩进行支护的可行性,并提出了初始基坑支护方案和施工控制重点(第二章)。(2)对沉桩“挤土效应”进行了深入研究。首先,基于圆孔扩张理论,分别推导出了Tresca材料和M-C材料在圆孔扩张过程中土体变形的弹性解和塑性解,并与有限元计算结果进行对比验证;然后基于MIDAS GTS/NX有限元软件和现场沉桩试验结果,对预制管桩沉桩深度、不同土体强度参数、“群桩”效应下的表层土体变形特性进行了深入研究,结果表明:随着沉桩深度的增加,桩周土体变形值逐渐增加,且增幅非线性减小;土体内摩擦角变化引起的“挤土效应”大于土体粘聚力变化;高密度沉桩施工时,在先打入桩体影响半径内继续打入其他桩体,桩周土体变形存在叠加现象(第三章)。(3)对采用预制管桩进行支护的基坑稳定性进行研究。首先,为了确定合适的支护结构分析模型,依据桩间土传力特点,分别采用梁单元和板单元模拟支护桩;然后研究了桩身直径、桩身形状对基坑变形控制效果的影响,结果表明,基坑变形控制效果随桩身直径的增加而增大,且增幅逐渐减小;方形桩比圆形桩具有更好的变形控制效果,但圆形桩比方形桩体具有更好的工程适用性。最后基于支护方案,通过三维数值分析的方式,研究了预制管桩对基坑的支护效果及对周边环境的影响,并取得了良好的指导效果(第四章)。(4)结合镇江预制管桩基坑支护工程,提出了预制管桩在基坑支护中的设计和优化目标。从控制基坑变形和减少“挤土效应”角度出发,研究了支护方案中支护桩长、土层参数选取、桩身直径、桩身形状选取的合理性;同时,提出了现场施工中的控制重点,主要包括:减少“挤土效应”、控制沉桩质量和基坑变形监测。(第五章)