基础工程设计 Ｉ 　 Ｅ￣． ｎ ｅｅ ｒ ｉ ｎｇ。ｅ ３ 　ｎｏ ｆｔ ｈｅ 　 Ｇｒ ｏ ｕ ｎｄ　 ｌ 　 浅谈螺杆桩螺 纹段长度对承载 力的影 响　 Ｄｉ ｓ ｃｕｓｓ ｉ ｏｎ　ｏｎ　 ｔ ｈｅ　 Ｉ ｍ ｐａｃｔ 　ｏｆ　 Ｔｈｒ ｅａｄ　 Ｓｅｃｔ ｉ ｏｎ　 Ｌｅｎｇｔ ｈ　 ｏｆ　 Ｓｃｒ ｅｗ　 Ｐｉ ｌ ｅ　 ｏｎ　 ｔ ｈｅ　Ｂｅａｒ ｉ ｎｇ　 Ｃａ ｐａｃｉ ｔ ｙ　 齐艳霞 ， 梅志强 ， 刘克伟 ， 陶春蓉　 （ 河南 电力博大实业有限公司 ， 郑州 ４５ ０ ０５１） 　 ＱＩ 　 Ｙａｈ— ｘｉ ａ， ＭＥＩ 　 Ｚｈｉ — ｑｉ ａ ｎｇ， Ｌ１ Ｕ　 Ｋｅ－ ｗｅｉ ， ＴＡＯ　 Ｃｈｕｎ－ ｒ ｏｎｇ　 （ Ｈｅｎａ ｎＢｏｄａＥｌ ｅｃ ｔ ｒ ｉ ｃＰｏｗｅ ｒＩ ｎｄｕｓ ｔ ｒ ｙ＆Ｃｏ ｍｍｅ ｒ ｃｅＣｏｒ ｐａ ｔ ｉ ｏｎＬｔ ｄ． ， Ｚｈｅｎｇｚ ｈｏｕ　 ４５００５１， Ｃｈｉ ｎａ） 　 【 摘 要】 螺杆桩 的承栽 力是 由直杆段 的侧 阻力、 螺 纹段 的抗 剪强度和桩端的端承力组成 。因螺杆桩 有螺纹段 ， 与 同等条件 下的完　 全侧阻力桩相比 ， 承栽力 高很 多。螺杆桩螺纹段 长度对承栽 力的影响起到 了关键 因素。通过 ＡＮＳＹＳ有限元模型，考虑不同的工况条　 件下螺杆桩的受力情况及桩身应力分布情况 ， 探寻螺纹段长度与桩总长的最优 比值 ，为螺杆桩 的设计提供依据。 　 【 Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ］ Ｔｈ ｅｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎｇｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙｏ ｆ ｔ ｈ ｅｓ ｃｒ ｅ ｗｐ ｉ ｌ ｅｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｄｏ ｆ ｔ ｈ ｅ 　 ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｏｆ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎｄｔ ｈｅｅ ｎ ｄｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ 　 ｃ ａ ｐａｃｉ ｔ ｙ　 ｏｆｔ ｈｅ 　 ｐｉ ｌ ｅ　 ｎ ｄ．Ｂｅ ｅ ｃａ ｕｓ ｅ 　 ｈｅ ｔ 　 Ｓ ｃｒ ｅ ｗ　 ｐｉ ｌ ｅ　 ｈａ ｓ　 ｓ ｃ ｒ ｅｗ　 ｔ ｈｒ ｅａ ｄ　 ｓ ｃｔ ｅ ｉ ｏｎ，ｉ ｔ ｓ 　 ｂｅ ａ ｒｉ ｎｇ　 ｃ ａｐａ ｃｉ ｙ　 ｔ ｉ ｓ 　 ｍｕｃ ｈ　 ｈｉ ｇｈｅ ｒ 　 ｈａ ｔ ｎ　 ｔ ｈａｔ 　 ｏｆｔ ｈｅ　 ｃｏ ｍｐｌ ｅ ｔ ｅ 　 ｓ ｉ ｄｅ 　 ｒ ｅｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ　 ｐｉ ｌ ｅ 　 ｕｎｄｅ ｒ 　 ｔ ｈｅ 　 ｓ ａ ｍｅ 　 ｃｏ ｎｄｉ ｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔ 　 ｉ ｎｆ ｌｕｅ ｎｃｅ 　 ｏｆｓ ｃｒ ｅ ｗ　 ｔ ｈｒ ｅ ｄ　 ａ ｓ ｅ ｃｔ ｉ ｏｎ　 ｌ ｅ ｎｇｔ ｈ　 ｏｎ　 ｂｅ ａｒ ｉ ｎｇ　 ｃａ ｐａｃ ｉ ｙ　 ｔ ｉ ｓ 　 ａ　 ｋｅ ｙ　 ｆ ｃｔ ａ ｏｒ ． Ｂｙ　 ｈｅ ｔ 　 ＡＮＳＹＳ 　 ｉｎｉ ｆ ｔ ｅ　 ｅｌ ｅｍｅｎｔｍ ｏｄｅｌ ，ｃ ｏｎｓｉ ｄｅｒｉ ｎｇｄｉ ｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄ ｉｔ ｉ ｏｎｓｆ ｏｒｃｅｓｃｒ ｅｗ ｐｉ ｌｅａｎｄｐｉ ｌ ｅｂｏｄｙ　 ｓ ｔｒｅｓｓｄｉ ｓｔ ｒ ｉｂｕｔ ｉ ｏｎ，ｅｘｐｌｏｒｅｔ ｈ ｅｏｐｔｉ ｍａｌ 　 ｒａｔ ｉ ｏｏｆｔ ｈｅｔ ｈｒｅａｄｌｅｎｇｔ ｈ　 ａｎｄｐｉ ｌ ｅｌ ｅｎｇｔ ｈ， ｐｒｏｖｉ ｄｅｔ ｈｅｂａ ｓｉｓｆ ｏｒｔ ｈｅｄｅｓｉ ｇｎｏｆｓ ｃｒ ｅｗ ｐｉ ｌ ｅ． 　 【 关键词】 螺杆桩； 螺纹段； 承栽力　 【 Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ］ ｓ ｃ ｅｗｐ ｒ ｉ ｌ ｅ ； ｓ ｃ ｅｗｔ ｒ ｈ ｒ ｅ ａ ｄｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｅａ ｂ ｒ ｉ ｎ ｇｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ　 【 中图分类号】 　Ｊ ４ ７３． １ 　 【 文献标志码Ｉ Ａ　 【 文章编号】１ ０ ０７ ． ９ ４６ ７（ ２０１ ７ ）０ ４． ００３ ５ ． ０２ 　 Ｉ ＤＯ１ ］１ ０． １ ３６１ ６ ／ ｊ ． ｃ ｎｋｉ ． ｇｃ ｊ ｓ ｙｓ ｊ ． ２ ０１ ７． ０ ４． １１ ７ 　 １概述　 情况比一般灌注桩更为复杂。在分析螺纹段的侧摩阻力时， 先　 不考虑 由于螺纹存在而产生的端阻 力仅仅把 螺纹 段桩 周土体　 螺杆桩的承载 力由 ４部分组成 ， 分别 是 ： 直杆段 的桩 周摩　 阻力 、 螺纹段的桩周摩阻 力、 螺纹的端阻力 、 桩端的端 阻力【 Ｉ Ｊ 。这　 产生的侧摩阻力乘 以提高 系数 。在桩体受荷之后 ， 由于螺纹的　 存在 ， 桩周土体被 挤密 ， 土体 的抗 剪强度得 到大幅度 提高 ， 所　 ４部分的极限承载 力不是 同时 发生的 ， 试验证实 ， 螺杆桩 的摩　 以螺纹段 的侧摩阻力要大于一般灌注娃目。 　 阻力先于其端阻力到达极限 ， 上部直杆段的摩阻力先于下部螺　 由于螺杆桩 为部分圆柱 ， 部分螺丝桩 ， 在圆柱部分 的受 力　 纹段的摩阻力到达极限 。此外 ， 摩阻力的大小还与桩 身位移有　 关 。螺杆桩是一种由直杆段和螺纹段组成 的变截面灌注桩 ， 在　 进行螺杆桩的受力机理分析时 ， 应分别从上部直杆段桩体和下　 性能与 传统 杆桩 类似 ， 在螺丝 部分 的受力性 能与螺旋 桩类似 。 　 根据其 由直 杆段和 螺纹段 ２部分组合而成这一！ 畴点 ，我 国几　 个省份 的地方规 范提 出了将螺 ｔ ， Ｔ － － ￣ 直杆段侦蛆 力 、螺纹段侧　 部螺纹段桩体 ２个方面来分析其在竖 向荷载下的受力机理回。 　 阻 力和端阻 力公式合并即得到 螺杆桩 竖向极限承载力的计算　 ２螺杆桩 螺纹段 受力机理　 关于螺纹段受 力机理 ： 由于螺纹 的存 在 ， 使螺 纹段 的受力　 公式 ， 现举例如— 　。 　 在 海南 省 工程 建设 地方 标 准 《螺 杆 灌 注桩 技 术规 程 》 　 （ＤＢＪ ４６ —０ ２６ － － －２０１ ３） 中， 有： 　 【 作 者简介】齐艳 霞（ １ ９ ７１ ～）， 女， 河南周口人， 高级工程师， 从事输　 电线 路技 术研究。 　 Ｑ　 ＝　 １ ＋Ｑ　２ 十 　 式中 ， Ｑ　为螺 杆 灌 注 桩 单 桩竖 向极 限 承 载 力 标 准 值 ， ｋＮ； 　 ｌ 工程建设与设计　 ｌ 　 Ｃｏ ｒ ￣ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ＆Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎＦｏ ｒＰ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃｔ 　 Ｑ棚为直杆 段极限 侧阻 力标准值 ， ｋＮ； Ｑ　为螺 纹段极 限侧 阻　 基础上 ， 主要考虑在现有的 土层下改 变螺距的长度 ， 分别进行　 力标准值 ， ｋＮ； 　 为螺杆灌注桩极限端阻力标 准值 ， ｋ Ｎ。 　 数值模拟分析。软件模拟结果表明 ： 螺距取值为 ５０ ０ｍｍ时 ， 较　 其中， Ｑ， ｋ ｌ ＝ 　∑Ｄｇ 　 螺距取 ３ ０ ０ｍｍ和 ３ ５０ ｍｍ时 ，螺杆桩 的桩顶位移 和桩身各项　 应 力都 发生了突变 。此时 桩径为 ３ ０ ０ｍｍ， 螺距取值 为 ３０ ０ｍｍ　 式 中， Ｄ为直杆段桩径 ， ｍ； ｑ 诚为第 ｉ 层 土的桩极限侧 阻力标准　 和 ３５ ０ｒ ａｍ时 ， 桩 顶位移和桩 身各项 应力差别不大 ， 因此 ， 可 以　 值， ｋ Ｐａ； ｚ 　 为直杆段在第 ｉ层土中的长度 ， Ｉ ｌ ｌ 。 　 认为螺距应取 １ ～１ ． ５倍的螺杆桩桩径比较合适 。 为了更好 的说　 、　 Ｑ　 ｋ ２ ￣＇ － Ｉ Ｔ 　 正） ｑ 姗ｚ 　 明叶片 高度 对螺杆桩承载 力及桩 身应 力分布的影响 ，本 文分　 别从 ３种不 同的叶片高度来考虑叶片 的合适高度 ，叶片 高度　 式 中， Ｄ为按螺纹段外径计算的直径 ， ｍ； ｑ 　第 ｉ层土的桩极限　 分别取 ４０ｒ ａｍ、 ６０ ｍｍ、 ８ ０ ｍｍ，在 所建 ＡＮＳＹＳ有限元模 型的基　 侧 阻力标准值 ， ｋＰ ａ； ／ 　 螺纹段在第 ｉ层土 中的长度 ， ｍ； ｏ ｔ 　为第 ｉ 　 础上， 分别进行数 值模 拟分析 。通过分析 ， 发现 当叶片 高度取　 层土的桩侧阻力提高系数 ，按本规 范取值 ，无经验时选取低　 ４０ ａｍ和 ６ ｒ ０ｒ ａｍ时 ， 桩 顶位移和桩 身应 力分布 都比较合理 。 　 值， 通过 静载 试验得到数据 后再进行优化 调整 ； 　 ４ 结论　 ＇ ＝ － ４ ￣ ２ｑ ｙ　 经 有限元分析得 知 ： 桩 顶位 移 ， 随 着　 的增大而 减少 ， 　 式中， ｑ 　为极限端阻力标准值 ， ｋ Ｐａ。从式中可以看出 ， 螺杆桩　 进一步 论证了螺杆桩相对传统 的杆桩具有更大的承载 力 。实　 的承载 力与螺纹段长度密切相关。 　 践 表明 ： 三　 的大小应根据地基土质 情况而进行 调节的 ， 没有　 ３ 　ＡＮＳＹＳ有 限元模 型分析　 螺杆桩的桩型螺杆桩的桩型 参数 包括 ：螺杆桩的螺纹段　 长度 占桩 总长 的比值 （ 本文 中简称 Ｌ牡 ） ， 螺距 ， 叶 片高 度 ， 叶　 片高度 ， 叶片倾 角四。本 文主要讨论 螺纹段长度 占桩总长 的比　 值、 螺距及 叶片高度这 ３个参数选取不 同时 ， 对单桩承载 力及　 桩身应力分布的影 响 ， 为桩型的参数设计奠定 基础 ， 为螺杆桩　 的设 计生 产提供 依据 。通 过 以往工程 实例 ，假 定桩 顶荷载　 ３ ５０ ０ｋ Ｎ， 螺杆桩直径 ３ ００ ｍｍ。螺纹段长度与螺杆桩 总长 度比　 值分别取 ０． ３ ２、 ０． ４８、 Ｏ． ７ ０。当选取不同的螺纹段长度与螺杆桩　 一 个固定的比例 。通常情 况下 ，地基土都具有 上软 下硬的特　 点， 因此 ， 直杆段通常 存在于承载 力小于 １ ２０ ｋＰ ａ的土层 中 ， 而　 螺纹段 通常存在 于承载 力大于 １ ２０ ｋＰａ的土层 中。一 般情 况　 下 ，螺 纹段要进入较硬 土层 １ 　２ｍ以防止较软 土层对螺纹 段　 产生的负作用 ， 这种设置充分发挥 了地基的承载能 力。另外 ， 　 由于螺杆 灌注桩螺纹段 刚度较 差 ，应合理 控制桩 的　 当场地 无淤 泥 、 淤泥质 土 、 松散粉 细砂 、 湿 陷性黄土 等软弱 土　 层时 ， 土 体可 以有 效提供侧 摩阻 力 ， 　 取Ｏ ． ７０时 ， 在本工程 中 ， 实际上 意味着 ， 螺 纹段的长 度向上延　 伸一个土层　， 计算 出的桩顶位移 比　牡 取 Ｏ． ３２时 要小