岩溶地区的基岩起伏较大,覆盖土层多为红粘土。红粘土是一种区域性的特殊土,主要分布在贵州、云南和广西。红粘土具有上硬下软的特性,靠近地表的上层土层一般多为坚硬或硬塑状,其下的土层一般多为可塑状或软塑状。坚硬或硬塑状态红粘土的天然含水量和裂隙比可塑和软塑状态红粘土小,其物理力学性能要强于下层可塑和软塑状的红粘土。PHC管桩是一种采用预应力先张法及旋转离心成型法制作而成的具有高强度的混凝土预制构件。该类型桩具有单桩承载力较高、施工简单、造价低的优点,已成为高层建筑中常用的桩基形式。PHC管桩在桩顶荷载的作用下,桩身轴力会沿着深度从上向下逐渐衰减,根据这一受力特点,把等截面管桩演变成桩径上大下小的变截面管桩,以节约材料。由于变截面管桩的竖向承载力由桩侧摩阻力、变截面位置下部土体作用的支承力、桩端阻力组成,在红粘土地基中应用变截面管桩,将桩身变截面位置设置在强度较高的硬塑状土层上,可利用红粘土上硬下软的特性,充分发挥出硬塑状土层的承载力。本文在以柳州某红粘土地质条件下的实际工程为背景下,应用FLAC^3D对红粘土地基静压变截面管桩进行数值模拟,探求其变形及承载特性及挤土效应,本文的主要工作和研究成果如下:（1）应用FLAC^3D软件对实际工程的等截面PHC管桩的静载试验进行数值模拟,数值成果与静载试验结果做对比分析,以选取基本符合工程桩土体实际情况的用于数值模拟的参数模量。在此基础上建立变截面桩的数值仿真模型,以寻找该工程变截面管桩最优变截面比和最优变截面位置,并且对桩土体的应力场和变形场进行分析。研究结果表明:等截面桩的桩身最大应力出现在桩顶位置,变截面桩的桩身最大应力出现在变截面处。变截面桩和等截面桩在桩身轴力分布和桩侧摩阻力分布上差异在于变截面桩在变截面处存在突减变化,除了在变截面处有突减之外,其分布曲线大体与等截面桩相似。从轴力分析图的数据可知,变径比为0.6的变截面桩不能满足设计要求,变径比为0.8的变截面桩满足设计要求。在最大荷载4000KN作用下,变截面设置在桩深1/4处,可充分发挥红粘土上硬下软的特性,且从经济的角度考虑,变径比为0.8变截面的桩体材料量比桩径500mm等截面管桩和满足设计要求的其他变截面桩用量节省,与桩径400mm等截面管桩相比,降低了桩体沉降,为最优桩。（2）以发生挤土效应而导致承载力不满足设计要求的实际管桩工程为背景,应用FLAC^3D软件对群桩环境下等截面管桩和变截面管桩的土体变形场进行数值分析,对两种桩型的挤土效应大小作比较。研究结果表明,相同桩心距的情况下,当桩沉入相同深度时,变截面桩的土体水平位移小于等截面桩的土体水平位移,变截面桩的地表隆起量比等截面桩地表隆起量小,说明变截面桩的挤土影响比等截面桩的小。