超前加固管桩是一种由水泥土和预制管桩复合而成新型桩基础,这种桩基础具有施工速度快、承载能力高、环境污染小以及综合造价低等特点。这种桩基础在郑州地区已经得到了一定的工程应用,但在黄河沉积地区的承载特性的研究尚不完善。本文以超前加固管桩为研究对象,以黄河沉积地区的地层特点为背景,利用理论分析、有限元试验和原位试验等方法,对该新型桩基础的承载特性进行研究。主要的成果如下:1、结合实际工程的施工经验,对超前加固管桩的施工工艺、流程及设备参数进行研究总结,对施工过程中关键控制点进行分析总结,研究总结了施工过程中容易出现的问题及解决办法。2、从桩身材料的力学特性出发,对竖向荷载作用下超前加固管桩的桩身荷载分布规律、受力特性进行理论分析,并以荷载传递法为基础,建立超前加固管桩的荷载传递模型。研究发现,在竖向荷载作用下管桩为主要的受力构件,管桩和水泥土满足变形协调条件,复合桩主要发生三种破坏模式,即管桩的“刺入破坏”、管桩和水泥土的“整体刺入破坏”和桩身材料的破坏。研究表明本文的单桩沉降简化计算分析方法可以很好的描述竖向荷载下的基桩受力变化过程。3、以黄河沉积地区的土层特点为背景,利用ABAQUS有限元软件对竖向荷载作用下的超前加固管桩的受力特性进行模拟研究。研究总结了加固区直径、管桩直径、水泥掺入比和桩端扩大头对超前加固管桩单桩承载特性的影响,对竖向荷载下的单桩承载机理进行了分析研究。4、对郑州地区某超前加固管桩的原位试验进行研究分析,对试验桩的荷载位移曲线进行分析研究,研究发现超前加固管桩表现为摩擦桩的工作性质。对比分析相似桩型的单桩承载力计算公式,在理论分析、有限元试验和原位试验的基础上提出修正桩端承载力的单桩竖向承载力计算公式。