预应力混凝土管桩因其具有桩身强度大,竖向承载力高,对各种地质条件适应性好,质量易保证,施工方便等特点,在我国工程中得到广泛的应用。然而,预应力混凝土管桩在水平荷载作用下时,其桩身抗弯、抗剪能力较差,限制了其在许多工程中应用。工程中常采用填芯方法以增强预应力管桩的抗弯、抗剪能力,但现阶段预应力管桩设计的相关规范未涉及填芯对管桩抗弯、抗剪承载力的影响及相应的设计计算方法。为填补现阶段预应力管桩规范中填芯PHC管桩设计方法的不足,通过素混凝土填芯及非填芯PHC管桩的室内抗弯及抗剪承载力试验、理论分析和数值模拟等手段,较为系统研究了素混凝土填芯对PHC管桩抗弯、抗剪承载力性能的影响,主要研究内容与结论如下:1.通过素混凝土填芯及非填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力对比试验,较系统地研究了素混凝土填芯对PHC管桩抗弯、抗剪承载力的影响。试验结果表明:填芯PHC管桩与空芯PHC管桩相比较,填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力有较大幅度的提高。填芯PHC管桩抗裂弯矩提高幅度为24%,极限弯矩提高幅度为32%,抗裂剪力提高幅度为16%,破坏剪力提高幅度为5.6%。2.基于力学理论及叠加原理,推导出了素混凝土填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力计算设计公式。将公式计算的结果与试验所得结果值比较,吻合较好,证明了所建立公式的合理性。3.利用Ansys有限元分析软件,分析了素混凝土填芯对PHC管桩的抗弯、抗剪承载力性能影响。模拟结果表明:采用混凝土强度等级为C30的素混凝土填芯时,填芯PHC管桩与非填芯PHC管桩相比较,填芯PHC管桩的极限弯矩提高了29.8%,极限剪力提高了7.2%;采用混凝土强度等级为C60素混凝土填芯时,填芯PHC管桩的极限弯矩提高了58%,极限剪力提高了25.9%。因此填芯混凝土强度等级越高,PHC管桩的抗弯、抗剪承载力提高幅度越大;由不同强度混凝土填芯PHC管桩的承载力曲线可知,当填芯混凝土强度等级达到一定值时,填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力提高的效果减小。