随着西部大开发、城镇化建设的发展,近年来越来越多的滨海和山区城市将填海造地与削峰填谷作为缓解土地需求的方法。填海造地与削峰填谷形成的高填方地基虽经分层夯实,但沉降还是会受各方面因素的影响或多或少地发生,这些因素包括原地基的性状、填土材料、夯实方法、夯实程度和排水效果等。当上部结构对变形不敏感或要求不高时,可直接使用夯实填土作地基,当填土厚薄、地质差异较大或建设荷载较大、对变形敏感的结构时,还需在填土中打设桩基。当桩侧土沉降大于桩身沉降时,就会导致桩基负摩阻力的产生,负摩阻力的性状如何严重影响到工程造价甚至建(构)筑物的安全与成败,因此,在填海造地与削峰填谷形成的迅速推广过程中,高填方地基夯实和夯实后桩侧负摩阻力计算问题日益凸显。高填方地基影响桩侧负摩阻力的关键因素主要有两方面:1)如何夯实和夯实效果是影响填土地基变形的重要因素;2)填土地基土体变形的大小是桩基负摩阻力产生与否及大小的重要因素。因此,本文从高填方地基夯实和夯实后桩侧负摩阻力这两个方面进行研究。本文针对四川南充某化工厂高填方地基处理项目,对高填方地基从夯实和负摩阻力两个角度进行了现场原位试验研究,一方面从控制负摩阻力的角度设计强夯参数处理高填方地基,并从设计优化(探究强夯能级与室内击实试验及最优含水量的关系)、施工优化(提出以夯沉量检测夯实度的方法控制强夯处理效果)对强夯参数进行优化,所得结论用于指导现场强夯施工。另一方面采用现场原位试验与室内试验、理论推导、数值模拟相结合的方法分别对夯实地基桩侧负摩阻力变化规律、夯实地基考虑固结效应的负摩阻力计算方法、以变形控制桩侧负摩阻力的设计方法三方面开展研究。论文的主要结论如下:(1)击实试验击数对最优含水量的影响较大,击实试验的击数宜按现场单体积击实能与击实试验单体积击实能基本相等的原则确定。利用夯后沉降量Δh与夯后土体夯实度λc的拟合公式通过夯沉量控制土层夯实度,其值与现场实测夯实度相差3.25%,误差较小,说明利用拟合公式由夯沉量估算夯实度是可行的。(2)3根试桩未处理填土层桩侧摩阻力沿深度均呈现“负摩阻力-正摩阻力”变化的现象,强夯未处理填土层均出现负摩阻力,且随着固结时间的增加,端承桩负摩阻力区段大于摩擦桩。在7～11m深度范围,摩擦桩桩周土层产生的平均最大桩侧负摩阻力约3.9kPa,端承桩约为6.9kPa,在11～15m深度范围,摩擦桩桩周土层产生的最大桩侧负摩阻力约24.4 kPa,端承桩约为30.4 kPa。(3)随着固结时间的增加,强夯未处理填土层可能会由初期提供的正摩阻力变化为负摩阻力。故对高填方地基,应考虑填土深度范围由于固结效应产生的负摩阻力对上部结构的不利影响。(4)随着固结时间的增加,作用于桩身的下拉荷载趋于定值,作用于端承桩的下拉荷载比摩擦桩高41.2%～55.4%,对高填方地基,强夯预处理后选择摩擦桩能减小未处理填土层产生的下拉荷载对桩基承载力的影响。(5)基于荷载传递法,理论推导得到考虑固结效应的夯实地基桩侧负摩阻力计算方法,利用有限差分法将该方法得到的微分方程离散为差分方程求解,得到微分方程的数值解。该方法计算的桩侧摩阻力沿深度的变化趋势与现场实测结果基本一致,其中计算的中性点深度与实测结果相差约12.9%,基本满足工程使用要求。计算的桩侧负摩阻力值约是现场实测值的2倍,有待于更多的工程实测验证,实际应用时可将计算的桩侧负摩阻力值乘以0.6的折减系数。(6)采用有限元模拟软件MIDAS GTS NX建立填土场地桩基模型,研究不同填土处理厚度时桩顶及桩周土沉降、桩身轴力与负摩阻力的变化关系,得到合理、经济的填土处理厚度,根据填土处理厚度确定强夯能级,建立以变形控制桩侧负摩阻力的设计方法。