大量铁路、公路、机场、临港工业基地、码头物流中心等重要基础设施分布在软土地区,尤其随着“一带一路”倡议及全球产业链重分布,建设项目量大面广,需满足可靠、高效、低碳、环保等要求。针对排水板真空预压联合管桩加固软土地基工法的不足,如施工周期长、沉桩引起的挤土效应显著、桩周土孔压消散缓慢等。本文基于课题组发明专利提出适用于软土地基的开孔管桩真空固结技术,结合了刚性排水桩和真空排水固结法的优势,基本原理是将桩身开设均匀小孔的管桩作为竖向排水体,开孔处固定透水滤膜实现土水分离,桩周土孔隙水在负压作用下透过滤膜,经桩身开孔流入管桩内部后抽出,真空固结完成后,开孔管桩作为工程桩使用。该技术可加速桩周土固结,增强地基抗剪强度,使桩周形成致密层,提高桩基承载力。本文采用了试验和数值模拟方法对开孔管桩真空固结技术展开了研究,主要研究内容与成果如下:1)为研究开孔管桩真空固结技术应用于提高软土地基中桩基承载力的可行性和提高程度,桩周土在真空负压作用下的固结规律,以及开孔布置对桩基承载力和桩周土固结效果的影响,开展了室内模型试验,测试真空排水固结前后单桩竖向承载力、桩周土含水率和十字板剪切强度。结果表明,该技术加快了桩周土排水固结,真空负压对桩周土具有吸密作用,显著提高单桩竖向承载力;真空负压使桩周形成一定厚度的致密层,起到扩展桩径和增强桩土界面摩擦的作用。2)为研究桩周土的孔压和真空吸力、沉降和水平位移、孔隙比分布随真空固结过程的变化规律,单桩承载力随真空固结时间的变化规律,开展了实际尺度开孔管桩真空固结及承载力数值分析。结果表明,在本文工况下,真空吸力影响范围在地表最远可达距桩壁6.0 m,沿深度迅速衰减,至桩底时最远距桩壁仅为0.3 m;桩周土体发生显著收缩变形,在桩周形成致密层;经90 d真空固结,地表沉降达到17.09 cm,开孔桩竖向承载力从536 k N增长至932 k N,提高了73.9%;为兼顾安全性和经济性,抽真空时间可选择为10 d。3)为进一步探究该技术在实际工况下的适用性,依托杭州市西湖区某住宅项目开展开孔管桩真空固结和普通管桩的承载力现场对比试验。桩长为9 m,桩径为0.5 m,在现场粉土条件下,真空固结10 d使单桩竖向极限承载力从1448k N提高至1755 k N,增长了21.2%。基于现场试验建立数值模型,承载力的数值结果和试验结果吻合较好,分析桩体轴力、端阻力和侧摩阻力随荷载的变化。结果表明,真空固结降低了开孔桩加载过程中的沉降速率,将极限状态时的桩侧摩阻力从839 k N提高至1003 k N,增长了19.5%。