本文以国家科技支撑计划项目(项目编号：2011BAG07B01)为依托，基于大量已有文献调研，研究适用于地表大面积堆载作用下的桩侧负摩阻力、中性点及下拉力、负摩阻力群桩效应、负摩阻力群桩沉降计算理论和方法，同时针对港珠澳大桥人工岛处沉管隧道下钢管桩基础负摩阻力的工程特点，以室内模型试验为基础，重点分析了桩顶及土表荷载不同施加顺序、土表四面堆载及两侧堆载的荷载作用形式差异、桩周土类别差异、桩端土层刚度变化对负摩阻力的影响，研究了负摩阻力的群桩效应以及时间效应。主要工作和结论如下：　　基于国内外相关文献的调研，了解桩基负摩阻力问题的研究现状及存在的问题。分析港珠澳大桥人工岛处沉管隧道的钢管桩基础由于沉管两侧筑岛堆载造成的桩基负摩阻力问题，明确本文的研究方向和研究意义。　　总结已有的负摩阻力计算理论和多个国家与地区的相关规范方法，依据港珠澳大桥的工程特点，研究适用于大面积堆载作用下的负摩阻力计算理论。从桩身侧摩阻力的分布曲线出发，推导中性点和下拉力的计算方法，通过算例，对中性点位置与下拉力计算结果进行了参数影响研究。对负摩阻力的群桩效应开展计算理论的研究，讨论考虑基桩位置影响的群桩效应系数计算方法。基于国内外规范条文的研究，探讨负摩阻力桩基的承载力设计方法。　　根据Geddes应力解的弹性叠加原理，将桩侧摩阻力沿桩高划分为不同的区块，推导负摩阻力作用下桩端土层内任一深度处竖向附加应力的计算公式，得到考虑群桩效应的负摩阻力群桩沉降计算方法。对等代墩基础法进行了探讨，给出可用于计算负摩阻力群桩沉降的等代墩基础法。基于沉降比法的概念，提出了改进的计算负摩阻力群桩沉降的负摩阻力沉降比法。　　设计、实施桩顶及土载不同施加顺序下的单桩负摩阻力试验，并在试验中引进颗粒图像测速(PIV)技术，研究桩土相对位移及土体内部颗粒的位移。重点研究：不同荷载施加顺序引起的相同桩顶荷载下桩沉降、下拉力及中性点位置的差异；桩径对桩沉降及负摩阻力的影响：采用PIV技术研究加载前后桩侧以及桩端附近土颗粒位移，与沉降标所测位移值进行对比，并分析桩基沉降造成的桩端处位移影响范围。　　开展单桩、群桩负摩阻力模型试验研究，主要研究内容为：负摩阻力的群桩效应，群桩桩间距、基桩位置、桩数对下拉力、中性点的影响，群桩内外土层不同深度沉降差异及随土载荷变化的情况；土表四面堆载和两侧堆载作用下，单桩及群桩的负摩阻力差异；桩基负摩阻力在砂土中与黏土中的差异，黏土固结及负摩阻力发展时间效应；桩端土刚度变化对桩身下拉力及其中性点位置的影响。利用本文计算理论对模型试验及文献工程实例进行对比验算，结果吻合良好，验证了计算方法的准确性。　　针对港珠澳大桥人工岛处沉管隧道底部桩基础的某设计方案，采用本文提出的桩基负摩阻力计算理论和负摩阻力群桩沉降计算理论，计算得到不同位置基桩的中性点、下拉力以及沉降，重点研究了基桩位置以及基桩相互作用对计算结果影响。研究结论对分析港珠澳大桥工程的钢管桩负摩阻力问题具有重要的参考意义与实用价值。　　总之，本文针对港珠澳大桥人工岛处桩基负摩阻力的工程特点，深入研究负摩阻力计算理论、中性点计算方法、负摩阻力群桩沉降计算方法，并通过模型试验对相关桩基负摩阻力影响因素加以研究，以达到应用于实际工程、解决实际问题的目的。