随着国内高速铁路事业向山区推进，有时会遇到一些特殊工程地质问题。以贵阳至广州的高速铁路的尖山营特大桥为例，墩体的异常升降问题严重影响了铁路时速，为了将上部结构升降变形减至最小，构筑物的基础采用了桩基础形式。由于地基岩土体的复杂性，群桩基础依然产生了不同程度的抬升现象。因此，深入开展尖山营特大桥的工程地质特性及桩-土相互作用的研究工作，具有重要的理论意义和工程实用价值。本文在综合分析已有勘察资料和国内外关于桩基异常升降研究现状的基础上，通过自行研制高压变形测试试验装置，综合现场调绘、室内物理力学试验、桩-土模拟试验、理论研究和数值分析等研究方法，取得了以下认识：
　　(1)针对本工点有膨胀性的原状岩土体开展了高荷载、高水压条件下的变形试验。室内关于原状膨胀岩体和压实扰动土的膨胀性试验表明：吴家坪组地层具有较强的吸水膨胀特性，且存在使得上部结构抬升38mm的可能性。
　　(2)通过对贵广高铁尖山营地区压实膨胀岩的系统室内膨胀与收缩试验，建立了岩体的膨胀力、膨胀应变的回归方程，为提出工程实用的地基隆起计算理论提供依据。
　　(3)在膨胀岩土体地基中桩基的荷载传递过程中考虑地基隆起的影响，建立了单桩抬升量的解析解。综合分析各参数对结果的影响，提出了工程适用的桩基抬升量简化计算公式。通过与已有资料和模拟试验结果对比，证明了简化计算公式的可靠性。
　　(4)通过室内强度衰减试验，提出了强度和变形参数(粘聚力、内摩擦角、弹性模量)与含水率变化的回归方程，为适用于本研究区膨胀岩的修正膨胀本构模型(MMc)的二次开发实现提供理论基础。通过与试验结论的对比，证明了MMc分析模型具有较高的可靠性和工程实用性。经过单桩-膨胀土的数值分析，获得了与单桩解析解中相似的计算结果，表明采用自定义MMc本构模型对桩基在膨胀地基中的受力和变形模式分析结果均是合理的。分析发现，增加桩径对抬升量的抑制作用不如增加桩长。
　　(5)采用本文提出的修正膨胀本构模型对尖山营特大桥的16#桥墩进行实例计算，获得了群桩复合基础在膨胀岩体中抬升过程中的受力特性，解释了补强桩基并未起到抑制抬升的效果的原因。
　　(6)通过对高承台摩擦桩基和高承台柱桩基础的对比计算结果表明：高承台柱桩基础能有效缓解基础抬升；扩底桩的数值分析表明，深入非膨胀层的扩底桩基设计方案能够有效缓解桩基抬升现象。