丁選明，李 佳，歐 強

（重慶大學 土木工程學院，重慶 400045）

0 引 言

基樁形式多種多樣，其發(fā)展變化主要是圍繞截面變徑、異形和改變樁土接觸面等方面。鉆孔擴底灌注樁、多節(jié)擴孔灌注樁、旋擴珠盤樁等都屬于截面變徑，通過適當?shù)氖┕すに囋诘戎睆姐@孔中擠擴出大于原直徑的擴大體，進而提高其承載能力。截面異形樁就是改變樁的截面形狀，例如典型的現(xiàn)澆X形混凝土樁、Y形樁等，使樁土的接觸面積相較相同體積的普通樁更大，在最大程度上發(fā)揮樁和地基土自身的潛能，達到經(jīng)濟高效的目的。改變樁土接觸面關(guān)系就要從提高樁周、樁端土強度和改變樁-土接觸方式兩個方面進行，例如后注漿工藝、螺紋樁等。其中，螺紋樁通過樁身螺牙結(jié)構(gòu)改變了樁-土的接觸方式，其螺牙的機械咬合作用大幅度提高了單樁承載能力，相較于圓樁其材料利用率大很多，且沉降變形小。

對單樁和群樁在豎向以及水平向作用下的承載特性和樁-土相互作用機理方面的研究較多。目前，室內(nèi)模型試驗或現(xiàn)場試驗這類試驗方法、理論解析方法以及數(shù)值模擬方法都已運用于對單樁和群樁的研究分析中。為了便于工程中的設(shè)計應(yīng)用，異形樁結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算是必不可少的。例如，劉漢龍等[1]，周航等[2]，孔綱強等[3]提出X型樁，并對其截面幾何特性、力學特性等進行了研究。

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，可視化模型也越來越多地應(yīng)用到巖土模型試驗當中。借助于粒子圖像測速技術(shù)的原理，透明土技術(shù)在樁的室內(nèi)模型試驗中發(fā)揮著尤為重要的作用，使樁周土體位移場變?yōu)榭梢灾苯荧@取的結(jié)果，極大地方便了樁土相互作用產(chǎn)生位移場的研究分析。

在數(shù)值模擬計算研究方面，KURIAN和SHAH[4]通過有限單元法分析了螺旋樁（帶螺旋葉片的圓形樁）的受力性能，微觀層面考慮螺旋葉片空間結(jié)構(gòu)的幾何形狀。周敏明等[5]采用PFC 2D進行了螺紋樁與土體接觸面的離散元分析，并且是將螺紋樁常規(guī)的豎向受荷模型巧妙地調(diào)整為水平方向上的直剪模型。離散元分析結(jié)果表明螺紋樁樁身側(cè)面與土體的剪切破壞面不是簡單的沿著樁土接觸面的水平面，而是呈現(xiàn)出拱形的破壞面，而且通過對比螺牙數(shù)量與抗剪強度的關(guān)系發(fā)現(xiàn)螺牙數(shù)量存在一個臨界值可使樁側(cè)抗剪強度達到最優(yōu)。CHEN等[6]采用PFC 2D模擬螺旋桿樁受軸向荷載作用的受力特性和樁周土位移情況，選擇一定粒徑作為砂土的模擬粒徑，并根據(jù)以往的研究結(jié)果確定模擬的參數(shù)設(shè)置，將有限的圓盤模擬砂土顆粒分布在螺牙之間，分析砂土-砂土和樁-砂土之間的相互作用關(guān)系。SHI等[7]采用三維離散元的方法研究了螺旋樁的驅(qū)動特性。在PFC 3D中構(gòu)建螺旋樁模型和用于容納顆粒的圓柱形槽，其中螺旋樁的軸和螺旋鉆壁以及圓柱形槽的側(cè)邊和底邊都是剛性的，并將顆粒粒徑分為3層情況以提高計算精度和效率。

將數(shù)值模擬與試驗研究結(jié)果進行對比分析，既是對試驗結(jié)果正確性的驗證，也是對數(shù)值計算模型合理性的驗證，兩者相互印證可以更加充分全面地認識研究內(nèi)容。李成巍等[8]結(jié)合試驗與數(shù)值模擬研究結(jié)果指出，螺紋樁達到豎向極限承載主要是由于樁周土體發(fā)生剪切破壞并形成豎直方向的剪切帶，認為螺紋樁的極限承載力主要取決于樁側(cè)土體的剪切強度和樁端端阻力。周楊等[9]通過模型試驗和數(shù)值模擬分析了變截面螺紋樁、等截面螺紋樁、常規(guī)直圓樁，研究結(jié)果表明，變截面螺紋樁不僅提高了樁身材料的使用率，而且還顯著提高了樁側(cè)摩阻力，同等條件下變截面螺紋樁極限承載力比等截面螺紋樁和直樁都要大。LEE等[10]針對打樁法的噪聲和振動問題提出了一種預(yù)擠鉆孔螺旋樁的施工方法，并結(jié)合室內(nèi)模型試驗、現(xiàn)場試驗和三維有限元分析方法研究了螺旋樁的受力性能，模擬了預(yù)擠鉆孔螺旋樁的施工過程，發(fā)現(xiàn)螺旋樁的極限承載力和側(cè)摩阻力要高于光滑直樁，而且水泥漿液是影響螺旋樁預(yù)擠法施工的重要因素。

螺紋樁相較于其他樁型單樁承載力高、適應(yīng)性強、適用范圍廣、環(huán)保、經(jīng)濟效益顯著，所以目前在國內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用較為廣泛[11]。但是由于國內(nèi)對該類樁型研究起步較晚，而且螺釘樁是近年剛被提出的一種新型樁，在承載破壞機理以及設(shè)計計算方面的研究上還存在空白。本文通過對預(yù)制螺釘樁進行數(shù)值計算分析研究，為螺釘樁在工程中的應(yīng)用提供理論支撐，推進螺釘樁在城市建設(shè)中的使用和推廣。

1 數(shù)值模型及參數(shù)

本研究采用PLAXIS 2D系統(tǒng)中的軸對稱模型建立螺釘樁受豎向荷載作用的二維模型，目前已有學者采用螺紋樁徑向截面的二維模型進行了數(shù)值模擬分析[5]，也有學者對同樣復(fù)雜模型的蛇皮樁[12]進行了二維建模研究。

在透明土模型試驗中由于透明土透明度的限制，所設(shè)計的螺釘樁模型尺寸是基于《一種預(yù)應(yīng)力螺釘樁及其制作方法》[13]推薦的螺釘樁結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍，并按照1∶30的比例進行縮尺得到的。為了考慮對工程應(yīng)用的參考性，本研究是對螺釘樁原型進行計算分析，設(shè)計了A、B、C、D、E共5組工況，各樁型樁身結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示。數(shù)值模擬計算模型中土體尺寸為長×寬=12 900 mm×9 150 mm，其中水平邊界到樁中心距離取為計算模型中樁徑最大的工況1中螺釘樁樁頂外徑的10倍，其下邊界到樁端的距離取為1倍樁長。土體和混凝土螺釘樁的材料參數(shù)取自李超輝[14]在研究螺桿擠擴支盤樁的豎向受力特性中進行數(shù)值模擬采用的參數(shù)取值。土體材料采用摩爾-庫倫模型，其重度γ為17.3 kN/m3，彈性模量為12 MPa，黏聚力c=22 kPa，內(nèi)摩擦角φ=17°，泊松比ν=0.33，水位條件設(shè)置在土體邊界以下，即不考慮滲流以及孔隙水等的影響。螺釘樁的軸對稱模型通過CAD軟件繪制其輪廓線并轉(zhuǎn)換為面域，再利用PLAXIS軟件導入CAD模型文件建立樁體模型，并通過設(shè)置模型插入點坐標使其放置在土體的左邊界。螺釘樁模型采用實體單元表示，其埋置深度為6 000 mm，使得樁頂部分段裸露在土體以上。螺釘樁材料的本構(gòu)模型采用線彈性模型，且其排水類型設(shè)置為非多孔材料，其重度γ=22 kN/m3，材料彈性模量為29 500 MPa，其泊松比ν=0.2。樁土之間根據(jù)樁型邊界設(shè)置界面模擬樁土接觸面，將界面屬性參數(shù)設(shè)置為相鄰?fù)?，并設(shè)置界面的接觸系數(shù)，依據(jù)接觸系數(shù)對土體材料屬性進行折減作為樁土界面材料屬性。在樁頂設(shè)置均布線荷載以模擬模型樁受豎向荷載作用，此處線荷載設(shè)置值的大小依據(jù)實際情況下單位面積荷載值大小進行換算。在模型網(wǎng)格劃分中，將網(wǎng)格設(shè)置為中等，并對各部分進行加密和粗化處理設(shè)置以保證網(wǎng)格劃分的合理性，模型網(wǎng)格如圖1所示。在分階段施工的過程中，在初始K0過程步后添加新步，并注意在第一步中將樁體的材料參數(shù)激活為混凝土材料參數(shù)，以模擬模型樁的安裝，同時激活樁-土界面，隨后再進行分級加載施工步的荷載大小設(shè)置，所有設(shè)置完成即可開始進行計算。

圖1 數(shù)值模擬模型網(wǎng)格劃分Fig. 1 Meshing of the numerical simulation model

表1 數(shù)值模擬各工況下樁身結(jié)構(gòu)尺寸表Table 1 Pile structure sizes under various working conditions of numerical simulation

2 模型驗證

為了驗證數(shù)值模型的合理性和正確性，本節(jié)依據(jù)縮尺后的螺釘樁模型的尺寸建立數(shù)值模擬模型，按照1∶30的比例進行縮尺。計算模型中依據(jù)透明土模型試驗工況進行參數(shù)設(shè)置，并開展了試驗的所有工況，獲得了與模型試驗相同尺寸模型的數(shù)值計算結(jié)果。圖2展示了其中4個工況下模型試驗結(jié)果與數(shù)值模擬計算結(jié)果的荷載-位移曲線的對比。從圖2中可以看出，模型試驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果吻合較好，各工況下樁型的荷載-位移曲線的整體發(fā)展趨勢相近，但各級荷載作用下的沉降值仍然存在一定的差異，這是由于模型試驗過程中存在一定的操作誤差和讀數(shù)誤差。所以，通過模型試驗與數(shù)值計算的結(jié)果對比可以發(fā)現(xiàn)數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果有較好的吻合度，這也充分證明了數(shù)值模擬建模與計算的合理性和正確性。

圖2 數(shù)值模擬與模型試驗荷載-位移曲線對比圖Fig. 2 Comparison of load-settlement curves between numerical simulations and model tests

3 計算結(jié)果分析

3.1 模型角度影響分析

本節(jié)討論螺釘樁不同角度位置處選取的徑向截面對軸對稱模型的影響，將選取4個角度位置的螺釘樁徑向截面，并據(jù)此建立軸對稱模型。以工況A-2為例，選取螺釘樁0°、90°、180°和270°位置處的徑向截面，如圖3所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，不同位置處截面上的螺牙位置有差異。由于工況2中螺釘樁的螺牙間距為405 mm，樁身螺紋結(jié)構(gòu)繞樁身旋轉(zhuǎn)14個周期，故其中0°方向截面的螺牙有15個，且最底端的螺牙距離樁端0 mm，而90°、180°和270°方向截面的螺牙數(shù)量均為14個，且各徑向截面最底端的螺牙到樁端的距離分別為101.25 mm、202.5 mm、303.75 mm。4個角度位置處的截面僅是螺牙結(jié)構(gòu)在樁身分布位置不同，螺牙的結(jié)構(gòu)尺寸以及螺牙間距均相同。

圖3 工況A-2不同角度方向徑向截面示意圖Fig. 3 Schematic diagram of radial cross section in different angle directions

3.2 沉降-荷載曲線

圖4為通過工況A2中螺釘樁4個方向的徑向截面模型進行豎向受荷數(shù)值模擬的荷載-沉降曲線圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，工況A2中90°、180°和270°方向的荷載-沉降曲線幾乎重合，近于一致。而考慮到螺釘樁模型的完整性，其中0°方向的徑向截面相較其他3個位置處的徑向截面多了一個螺牙結(jié)構(gòu)，所以其承載能力相對較大，在承載后期樁頂?shù)某两滴灰葡鄬^小，但可知承載前期的彈性發(fā)展階段是完全一致的。

圖4 不同角度模型的數(shù)值模擬螺釘樁荷載-沉降曲線圖Fig. 4 Numerical simulation of screw pile load-settlement curves of different angle models

3.3 樁身軸力

圖5為工況A2中螺釘樁4個角度處徑向截面為模型進行豎向受荷數(shù)值模擬得到的樁身軸力分布情況曲線圖。從圖中可以看出，樁身軸力均沿模型樁埋深逐漸減小，且軸力衰減速率隨荷載值的增大而增大。（a）、（b）、（c）、（d）這4幅圖對比可知，樁身軸力分布情況幾乎一致，差異較小，故數(shù)值模擬模型不同角度的選取對樁身軸力的分布影響較小。

圖5 不同角度模型的數(shù)值模擬樁身軸力分布情況對比Fig. 5 Comparison of axial force distribution of the pile shaft in numerical simulation of different angle models

3.4 樁側(cè)阻力

圖6為工況2中螺釘樁4個方向的徑向截面為模型進行豎向受荷數(shù)值模擬計算得到的樁側(cè)阻力分布情況曲線圖。從圖中可以看出，4個角度方向截面模型的樁側(cè)阻力分布曲線有一定的差異性，在樁側(cè)各位置的側(cè)阻力變化情況不一，主要是由于其螺牙位置存在較小的差異。但是，由圖的總體情況可知4個方向截面模型的側(cè)阻力值的存在區(qū)間是相近的，而且在樁身分布的規(guī)律相近，側(cè)阻力大小均沿樁身有較小的跌宕起伏。

圖6 不同角度模型的數(shù)值模擬樁側(cè)阻力分布情況對比Fig. 6 Comparison of pile lateral resistance distribution in numerical simulation of different angle models

3.5 樁側(cè)土體位移

圖7展示了工況2中螺釘樁4個角度位置處的徑向截面為模型進行豎向受荷數(shù)值模擬計算得到的相同荷載作用下的豎向位移云圖，從圖中可以看出樁周土體的豎向位移范圍以及位移值大小的分布情況都相似，近于一致，這也進一步說明了螺釘樁位移分布情況受模型角度的選取影響較小，從位移角度考慮4個角度位置的模型具有相似性。

圖7 不同角度模型的數(shù)值模擬樁周豎向位移云圖對比Fig. 7 Comparison of vertical displacement cloud diagrams around piles in numerical simulations of different angle models

通過以上對工況2中螺釘樁4個角度位置處截面模型的數(shù)值模擬結(jié)果分析可知，螺釘樁承載力、樁身軸力、樁側(cè)阻力以及樁周土體位移的大小和分布規(guī)律均相近，故螺釘樁的受力情況和位移分布受模型角度選取影響較小，同時驗證了螺釘樁數(shù)值模擬軸對稱模型的合理性。綜合螺釘樁的螺紋結(jié)構(gòu)和螺釘樁4個角度位置處截面模型的數(shù)值模擬分析結(jié)果，為了使螺釘樁的數(shù)值計算更加合理，選定以180°方向的徑向截面作為螺釘樁軸對稱模型進行不同工況下的數(shù)值模擬計算分析。

4 樁身結(jié)構(gòu)參數(shù)對螺釘樁豎向承載特性的影響

本節(jié)將分別對工況B、C、D、E的數(shù)值模擬結(jié)果進行分析，以探究螺釘樁樁身楔形角度、螺牙間距、螺牙高度以及螺牙厚度4個因素對螺釘樁承載特性的影響規(guī)律。

4.1 樁身傾斜角的影響

圖8為不同傾斜角度（0°、0.5°、1°、2°）螺釘樁荷載-位移曲線圖。從圖中可以看出工況B1和B4的單樁極限承載力相對較大，而工況B2的單樁極限承載力最小，這主要還是由于在B組數(shù)值模擬中4種樁型除其樁身傾斜角度不一樣外，其樁徑也有差異。其中，工況B1和B4的樁徑較大，所以其相應(yīng)的單樁極限承載力大，工況B3的樁徑較小，故其單樁極限承載力也較小。

圖8 不同傾斜角度螺釘樁荷載-位移曲線圖Fig. 8 Load-settlement curves of screw piles with different inclination angles

由于樁身不同傾斜角度的螺釘樁的樁徑不同，所以無法直接通過其單樁極限承載力對其傾斜角度的影響進行分析。為了討論樁身傾斜角對螺釘樁承載性能的影響規(guī)律，通過荷載-位移曲線取得B組中各工況的單樁極限承載力，計算得到工況B組中各樁型單樁承載力與其相應(yīng)樁型體積的比值，即不同樁身傾斜角度螺釘樁的樁身材料利用率。圖9為樁身材料利用率與樁身傾斜角度的關(guān)系曲線圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，樁身傾斜角度存在一個最優(yōu)值區(qū)間，當傾斜角度取在0.5°～1°范圍內(nèi)能夠更好的發(fā)揮螺釘樁的極限承載力，傾斜角度較大會極大地降低螺釘樁的樁身材料利用率。這主要是因為在樁身傾斜角度較大的情況下，其樁身下端的樁徑相對較小，然而從螺釘樁樁側(cè)阻力的分析可以知道，螺釘樁在樁身下端的樁側(cè)阻力較大，對荷載分擔占有較大的比重，所以導致其樁身材料的利用率較低。

圖9 不同傾斜角螺釘樁樁身材料利用率Fig. 9 Material utilization rate of screw piles with different inclination angles

4.2 螺牙間距的影響

通過數(shù)值模擬對工況C組的計算分析，獲得了不同螺牙間距螺釘樁的豎向承載過程，圖10為不同螺牙間距螺釘樁荷載-位移曲線圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，工況C1與工況C2的荷載位移曲線相近，僅在承載后期出現(xiàn)較小的差異，而工況C3的承載力明顯要低于其他兩個工況的承載力，這與模型試驗中得到不同間距螺釘樁承載試驗結(jié)果的關(guān)系相同。

圖10 不同螺牙間距螺釘樁荷載-位移曲線圖Fig. 10 Load-settlement curves of screw piles with different thread pitches

圖11為工況C組中螺釘樁平均外徑和螺釘樁間距的比值與螺釘樁單樁極限承載力的關(guān)系。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，螺釘樁間距過大或過小都會減低其單樁極限承載力，而當螺釘樁平均外徑與螺釘樁間距的比值在1.3～2.0的范圍內(nèi)時，可以使得螺釘樁的單樁極限承載力達到最優(yōu)取值，這與螺釘樁樁側(cè)阻力的發(fā)揮有著極大的關(guān)系。因為螺釘樁樁側(cè)阻力的提高主要是螺牙與土體間的咬合作用使得土體剪切強度被利用，而當螺釘樁螺牙間距過密之后，螺釘樁轉(zhuǎn)變?yōu)闃稄綖槠渫鈴角覙秱?cè)摩擦系數(shù)較大的圓樁形式，螺牙間的土體減少，所能引起土體發(fā)生剪切變形的范圍減??；當螺釘樁螺牙間距過大之后，螺牙之間的咬合作用減弱，將使螺牙間的部分土體直接在樁身內(nèi)徑面上發(fā)生破壞。所以，只有當螺釘樁的螺牙間距在合理的范圍內(nèi)取值才能充分提高其樁側(cè)阻力。

圖11 螺釘樁螺牙間距與其極限承載力的關(guān)系曲線Fig. 11 Curve between the pitch of the screw pile and its ultimate bearing capacity

圖12分別為工況C1、工況C2、工況C3在豎向荷載為500 kN作用下的豎向位移云圖。從3幅圖中可以發(fā)現(xiàn)，螺釘樁樁周土體的最大位移值均發(fā)生在螺牙之間的土體。而對比不同螺牙間距螺釘樁的位移情況可以知道，工況C1與工況C2中螺牙間的土體均隨樁身一起發(fā)生了較大的位移，而工況C3中僅有螺牙下端面處小范圍發(fā)生較大的位移，因為在工況C3中螺牙間距較大，螺牙數(shù)量也減少，故螺牙對土體的咬合作用減弱。同時，工況C1中由于螺牙間距減少使得螺牙數(shù)量增多，螺牙間所能填充的土體減少，僅有螺牙間的小部分土體隨樁身發(fā)生較大位移。

圖12 500 kN荷載作用下的豎向位移云圖Fig. 12 Vertical displacement cloud diagram under 500 kN load

4.3 螺牙高度的影響

通過數(shù)值模擬對工況D組的計算分析，獲得了不同螺牙高度螺釘樁的豎向承載過程，圖13為不同螺牙高度螺釘樁的荷載-位移曲線圖。顯然，圖中兩條曲線的位置關(guān)系充分說明，螺釘樁的極限承載力隨著螺牙高度的增大而增大。從荷載-位移曲線可以知道，工況D1和工況D2的極限承載力分別為509.1 kN和625.4 kN，所以工況D2的極限承載力提高了23%。同時，工況D1和工況D2中螺釘樁的螺牙外伸高度與螺釘樁樁頂外徑的比值分別為19%和32%。也就是說，螺釘樁螺牙高度占其樁頂外徑的比例提高13%，而極限承載力可以提高23%，所以提高螺釘樁螺牙高度占其外徑的比例可以顯著地提高其單樁承載力。但是，在工程應(yīng)用中螺牙外伸高度較大的螺釘樁在施工過程中的樁身質(zhì)量問題難以保證，同時也會加大安裝難度，而且在安裝過程中也易發(fā)生損壞，所以在螺釘樁結(jié)構(gòu)設(shè)計中對于其螺牙高度的選取應(yīng)該根據(jù)土層條件和施工技術(shù)，結(jié)合工程經(jīng)驗選取較合理的螺牙高度值。

圖13 不同螺牙高度螺釘樁數(shù)值模擬荷載-位移曲線圖Fig. 13 Numerical simulation load-settlement curves of screw piles with different thread heights

通過提取工況D組的數(shù)值計算結(jié)果，獲得了不同螺牙高度螺釘樁在各級荷載作用下其樁身側(cè)阻力大小。圖14為工況D1和D2在300～600 kN荷載作用下樁身側(cè)阻力大小變化情況。從圖中可以看出，螺釘樁樁側(cè)阻力隨荷載增大而逐漸增大，但從兩條曲線關(guān)系可以看出，螺牙高度較大的螺釘樁的樁身側(cè)阻力明顯大于螺牙高度較小的螺釘樁。因為螺釘樁螺牙高度增大，加強了螺牙與土體間的咬合作用，同時螺牙下端面面積增大進一步提高了下端面的端阻力，從而提高了螺釘樁的極限側(cè)阻力值。

圖14 各級荷載作用下不同螺牙高度螺釘樁樁側(cè)阻力Fig. 14 Lateral resistance of screw piles with different thread heights under various loads

5 結(jié) 論

本文采用PLAXIS有限元軟件基于螺釘樁的透明土模型試驗，模擬了螺釘樁在地基土中受豎向荷載作用的單樁承載特性。數(shù)值模擬共分為5種工況，并從荷載-位移曲線、樁身軸力、樁側(cè)阻力、荷載分擔比等方面進行了分析，討論了樁身傾斜角度、螺牙間距、螺牙高度以及螺牙厚度對螺釘樁豎向承載特性的影響規(guī)律，得到了如下結(jié)論：

（1）數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗結(jié)果吻合較好，且螺釘樁不同角度位置處的截面模型的數(shù)值計算結(jié)果相近，模型角度對承載力計算結(jié)果的影響較小。

（2）螺釘樁極限承載力比楔形直面圓樁提高了45%；螺釘樁樁身軸力隨著豎向荷載增大沿樁身的衰減速率增大，且衰減速率明顯大于圓樁；螺釘樁樁側(cè)摩阻力在樁身分布較為均勻，且極限側(cè)阻力較楔形直面圓樁大63.3%；螺釘樁樁側(cè)荷載分擔百分比較大，在豎向荷載作用下對荷載的分擔起著主要作用，屬于典型的摩擦樁；在樁土界面上，螺釘樁螺牙下端面的法向壓應(yīng)力和剪應(yīng)力均大于其他部分，顯著發(fā)揮了螺牙下側(cè)土體的承載能力；螺釘樁由于螺牙與土體的咬合作用以及樁身傾斜結(jié)構(gòu)對樁周土體的影響范圍較大，在水平方向上距樁中心約5倍樁徑，在豎直方向距樁端約4倍樁徑范圍，土體位移最大值發(fā)生在螺牙之間；螺釘樁樁側(cè)土體剪應(yīng)力最大值在樁端的持力層土體中，且螺牙下側(cè)土體中產(chǎn)生相對較大的剪應(yīng)力；螺釘樁樁側(cè)阻力由螺牙外側(cè)面與土體的摩擦力和螺牙間土體的抗剪強度來提供，而土體的抗剪強度要大于樁土界面之間的摩擦強度，進而提高了樁側(cè)極限摩阻力。

（3）螺釘樁樁身傾斜角度在0.5°～1°范圍內(nèi)能夠提高樁身材料的利用率；當螺釘樁平均半徑與螺牙間距的比值在1.3～2.0范圍內(nèi)時，螺牙與土體的機械咬合作用發(fā)揮較好，螺釘樁螺牙間距為最優(yōu)取值區(qū)間；螺釘樁極限承載力隨螺牙高度的增大而增大，螺牙高度占其樁頂外徑的比例提高13%，其極限承載力可以提高23%；螺釘樁螺牙厚度對其單樁承載力的影響較小，在工程設(shè)計中主要依據(jù)常用尺寸設(shè)計。