本文结合国家科技支撑计划《三峡水库常年回水区航运工程建设关键技术研究(2011BAB09B01)第4专题“深水码头嵌岩桩基础承载性状及设计技术研究”,依托重庆港果园作业区二期扩建工程,通过室内单桩物理模型对比试验、码头钢护筒嵌岩桩基的系列数值模拟分析并借助相应的物模试验成果验证,对内河框架码头钢护筒嵌岩桩基在竖向和水平力作用下的受力性状、钢护筒与混凝土界面特性分别进行了研究,获得的主要研究成果如下:(1)根据大小比尺单桩对比试验结果,在竖向荷载作用下,钢护筒嵌岩桩工作性状与一般嵌岩桩大致相同;在水平荷载作用下,钢护筒嵌岩桩与普通嵌岩桩失效模式不同,普通嵌岩桩破坏面倾斜且在地基表面附近,钢护筒嵌岩桩破坏面水平,且横穿钢管底部。(2)在水平荷载作用下,受压侧钢护筒-混凝土界面粘结较好,受拉侧界面发生滑移;拉应力显著大于压应力,结构受力状态较差。(3)大直径钢护筒嵌岩单桩由于侧阻力增加,垂直承载能力提高,桩嵌岩深度增加,但承载能力增加不大,护筒嵌岩深度的经济合理嵌深大约为(1~2)D(D为桩径);钢护筒能增加水平承载力,减少位移,可减小桩身拉应力及缩小拉应力区域,钢护筒段抗弯能力显著增加,但在护筒底端有突变。(4)框架码头排架中各钢护筒嵌岩桩均呈现桩顶位移最大、岩面处接近零,各桩位移基本相同且明显小于无钢护筒情况;最大负弯矩在桩顶、最大正弯矩在岩面处,岩面以上段明显大于无钢护筒情况,嵌岩段变化不大,最大弯矩出现在后列桩;剪力在横撑处有突变、嵌岩段反向,最大剪力也出现在后列桩;嵌岩段轴力上下两端小、中间大,最大轴力出现在前列桩。(5)岩体弹性模量大,钢护筒嵌岩桩位移小;粘聚力和内摩擦角变化,对嵌岩桩桩身位移和弯矩影响不大。(6)框架码头排架中桩基与岸坡的施工顺序和岸坡填筑方式对钢护筒嵌岩桩的工作性状有明显影响,先填筑岸坡(岸坡稳定)后施工桩基可大大减少桩基位移和内力,分层填筑好于一次填筑,高岸坡、陡岸坡更应先填筑后成桩。(7)码头水位增高,排架中各钢护筒嵌岩桩的位移、弯矩、剪力均增加;水位降幅和降速变化,对后两列桩的位移和轴力、对前列桩的横向力影响较大。(8)依据前述试验和数值分析,综合考虑了嵌固深度、岩体模量、桩径、水平荷载作用点位置、岩体性质和结构重要性等多方面因素影响,提出了大直径钢护筒嵌岩桩嵌固深度简化计算公式,经与实际工程对比,吻合较好,可供软质岩中大直径钢护筒嵌岩桩基水平承载力的设计计算时参考。