随着现代化城市的建设和施工技术的发展,超长桩在土木工程中的应用日益广泛。由于超长桩入土较深,桩与土的相互作用及受力性状与普通桩基差别较大,但是目前关于超长桩桩土相互作用以及桩间相互加筋效应的研究还不够,因此完善超长桩基础的变形性状理论是目前亟待解决的桩基课题。长短组合桩基础能较好地适应上部结构的不规则性,并且具有良好的经济性和适用性。但长短桩之间的相互作用研究尚存不足,对长短组合桩基础的变形性状研究还存在较大的完善空间。因此,本文在充分分析国内外桩基础发展现状的基础上,进行了轴向荷载作用下超长单桩、超长群桩及长短组合桩基础变形性状的相关研究。论文主要研究内容如下:基于最新试验发现的超长桩侧摩阻力深部强化现象,提出发展了一种新的包括桩侧摩阻力上部软化和深部强化的荷载传递模型,通过工程实测数据对提出的软化-强化模型进行了验证。结果表明:采用本文提出模型的计算值与试验数据吻合良好。通过两个工程实例的计算分析,发现考虑强化后能够有效地提高超长桩基的承载力。在桩顶的容许沉降范围内,超长桩承载力提高了20.97%,本文提出的软化-强化模型显著优于以往模型。基于本文所提出的模型,计入桩身混凝土弹塑性特征,改进了轴向荷载作用下超长单桩的非线性迭代计算方法,应用于工程实例,结果表明:本文的方法能够准确反映超长桩的实际受力性状;超长桩的桩侧摩阻力随着深度的增加而增大,但在靠近桩端附近,桩侧摩阻力则随着深度的增加而逐渐减小,侧摩阻力曲线具有明显的下降段;随着荷载继续增加,桩端附近摩阻力增大明显,曲线呈现出逐渐展开的变化形态。结果很好的吻合桩侧摩阻力特性。对超长单桩静载荷试验得到的桩侧摩阻力沿深度的分布曲线进行分析,发现不同荷载作用下单桩侧摩阻力试验曲线具有一维相似性。在此基础上,推导得到不同荷载下桩侧摩阻力与相对深度的函数关系,进一步得到了超长单桩不同荷载下的沉降计算公式。充分考虑群桩基础中桩体本身的存在对地基土的影响以及桩间的相互加筋效应,将单桩沉降与群桩基础沉降联系起来,推导出群桩基础中各基桩的沉降计算公式。解析结果、试验结果和有限元模拟对比结果表明本文提出的沉降计算方法与试验实测值和有限元结果具有很好的一致性,能较好地预估相似地基条件下群桩的变形性状。同时,有限元结果表明:轴向荷载作用下,超长群桩基础中各基桩的沉降随着基桩所处位置的不同而不同。群桩基础中的中心桩沉降值最大,边桩次之,角桩最小。各基桩分担的荷载也随着基桩所处位置的不同而不同。当各基桩发生相同的沉降时,角桩承受的荷载最大,边桩次之,中心桩最小。针对传统相互作用系数仅考虑双桩情形且对相互加筋效应考虑不足的缺点,提出了改进的群桩相互作用系数计算方法,推导出能充分考虑桩间相互加筋效应的群桩沉降解析解。通过对比工程实例的实测结果,表明本文提出的解析方法大大减小了传统计算模型的沉降误差,更吻合实际工程中群桩的变形性状,为工程中的超长群桩变形计算提供了一种简单有效的解析计算方法。基于等长桩相互作用系数,修正了长短桩相互作用系数的计算公式,弥补了其未充分考虑桩间相互加筋效应的不足,并进行了相互作用系数的参数敏感性分析。基于桩端虚土桩模型和剪切位移法,充分考虑了桩桩之间的相互加筋效应,结合长短组合桩基础的工作性状,提出了基于虚土桩模型的长短组合桩基础沉降计算方法。该计算方法能很好地模拟桩端土体的受力情况,通过与实测结果的对比,表明本文提出的沉降计算方法能较准确地计算出长短组合群桩基础的沉降,解析值和试验值的结果吻合较好。利用有限元软件ABAQUS,研究分析了桩体布置方式、桩型、长桩桩长、长桩数量、桩径和地基土性质等因素对长短组合群桩基础沉降性状的影响。结果表明:在总桩数和荷载等级相同的情况下,长短组合群桩的沉降随着长桩数量、长桩长度和桩径的增加而减小;桩基的沉降速率也随之由缓变快;桩径越小,长短组合桩基础的沉降速率越快;改善地基土的性能对于减小沉降效果显著。