随着高等级公路向海洋和江河延伸,越来越多的跨海、跨江桥梁将逐渐开始建设,其基础形式主要采用桩基础,施工中常通过下放钢护筒来稳定桩基孔壁,因后续施工需要及护筒埋深较大,钢护筒在成桩后一般不再回收,从而与钢筋混凝土材料一起形成复合桩。由于钢护筒金属材料工程特性优于钢筋混凝土材料,因此钢管混凝土复合桩的力学特性优于钢筋混凝土桩。在相同工况下,钢管混凝土复合桩较钢筋混凝土桩承载力的安全储备大大过剩,显然经济与社会效益不佳。而在实际应用中,基本上是将钢护筒作为基础安全系数考虑,鲜有认为该安全系数的保留表明设计技术上的不合理性。本文依托广中江高速公路跨江桥梁桩基础实体工程,在对实际工程现场调研的基础上,采用离心模型试验和数值模拟方法,对钢管混凝土复合桩竖向承载特性进行系统模拟分析,取得以下研究成果:1.钢管混凝土复合桩竖向极限承载力相比普通钢筋混凝土桩有小幅度提高,并将钢管埋深大于12cm(原型为12m)钢管-钢筋混凝土组合桩基础定义为钢管混凝土复合桩。2.钢管下沉使桩周产生挤土效应,改善了桩基础与土体的接触特性,使钢管段侧摩阻力充分发挥。同时当钢管埋深小于12m(原型为12m)时,钢管段和钢筋混凝土段侧摩阻力各出现一个峰值,钢管混凝土复合桩桩侧摩阻力曲线出现双峰现象;钢管埋深大于12m(原型为12m)后,钢管混凝土复合桩侧摩阻力曲线在钢筋混凝土段的峰值消失。3.通过三维数值模拟进一步验证了钢管埋深和钢管挤土效应对钢管混凝土复合桩竖向承载特性的影响规律;同时增加了桩长和桩径的影响规律,弥补了离心模型试验中未考虑桩长和桩径因素影响的不足。4.在离心模型试验和数值模拟的基础上,通过理论公式推导的方法得出钢管混凝土复合桩竖向容许承载力的计算公式。