扩体预制桩由内芯预制桩和外围扩体材料固结体组成，一般可通过就地搅拌水泥土或机械扩孔并向孔内灌注扩体材料浆体，再植入内芯同轴预制桩的工艺成桩。与单一材料桩相比，扩体预制桩竖向承载时涉及到内芯预制桩、外围扩体和周围土三种不同材质的相互作用，荷载传递机制十分复杂。
目前有关扩体预制桩承载机制的理论分析研究较为有限，且多集中于桩顶全截面受压工况，即桩顶处芯桩与扩体近似等沉变形受荷，较适用于建筑筏板、桥台等刚性基础下的桩基工况。近年来，随着扩体预制桩在桩板式无土路基结构、高桩承台结构中的广泛应用，芯桩单独承载的扩体预制桩荷载传递机制研究不容忽视。既有试验研究表明，芯桩单独承载工况下扩体预制桩中芯桩-扩体-土的荷载传递机制与全截面受压下显著不同。上部荷载是经由芯桩-扩体-周围土三者相互作用传递至周围土的，复合桩身的承载变形机制涉及到芯桩-扩体、扩体-周围土内外两个相互作用界面的协同工作（见图1）。
本研究针对芯桩承载扩体预制桩的荷载传递特点，分别采用“弹性-破坏”模型模拟芯桩-扩体界面相互作用，“理想弹塑性”模型模拟扩体-土界面非线性相互作用；并综合考虑内、外两界面剪切特性的发挥及其耦合作用，构建了芯桩承载扩体预制桩荷载传递计算分析模型（见图2），给出了简化计算方法。通过对水泥土扩体预制桩和水泥砂浆扩体预制桩工程实例的计算分析，验证了方法的可靠性，并对芯桩承载扩体预制桩荷载传递规律进行分析。结果表明，外围扩体可改善桩身整体承载性能，以工程现场试验和计算算例分析来看，当扩体直径（芯桩直径500mm）由700mm增加至1000mm时，桩顶沉降降低约44.3%~59.5%；竖向荷载作用下，随着深度增加，芯桩轴力逐渐减小，而外围扩体轴力逐渐增大，外围扩体对芯桩具有“扩径”作用。扩体刚度的增加可提升芯桩荷载传递效率，当扩体弹性模量由0.8GPa增加至7~10GPa时，芯桩轴力占总截面轴力比例由93%降低至77%~80%，而扩体截面轴力占比由6%增加至19%~23%，芯桩与扩体共同作用效应增强。工程设计与实践中，可通过调整扩体厚度和性能来调配芯桩、扩体和周围土的相互作用。
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