螺距对螺纹桩竖向承载力影响的模型试验研究

马宏伟，刘 力，汪 鹏，杨晓丽，袁 松，何青睿

(安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001)

螺纹桩是一种典型的异型灌注桩基础，具有工艺简单、造价低、单桩承载力高的优点，被广泛应用于实际工程之中。但由于螺纹桩外形复杂，其桩-土相互作用机理仍不明确。

目前，国内外学者针对螺纹桩的承载特性问题已开展了一定的研究工作。文献[3]认为传统的螺纹桩受力分析中将螺纹结构视为环形板的简化方式是不恰当的，其在考虑螺纹的几何复杂性的基础上，采用有限单元法研究了螺纹桩在竖向压力、拉力和水平力作用下的承载特性，并开展了螺纹桩几何特征的参数化分析。为揭示螺纹桩土接触面微观破坏机制，文献[4]开展了注浆成型螺纹桩的平面离散元分析，重点研究了螺纹数量对桩-土接触面切应力-位移关系的影响。此外，文献[5-6]研究者亦进行了螺纹桩几何特性对其承载力影响的数值模拟研究，得出螺纹桩的最佳螺距外径比在0.5～2之间，且螺纹桩极限承载力随螺纹宽度的增加而增大。

在试验研究方面，文献[7]通过变截面螺纹桩的室内小比尺模型试验研究，认为螺纹桩的桩侧阻力是由螺纹与土体的机械咬合力形成的土体剪切力决定，桩侧极限阻力随桩侧土的抗剪强度的增大而增大，当达到极限荷载时，桩周土会形成竖向剪切带；同时，相同地层条件下，变截面螺纹桩的材料利用率约为普通直孔桩的3倍，桩的螺纹宽度、厚度、间距及桩身截面变化率是影响竖向荷载作用下桩基承载力的关键。……