在螺杆桩承载力较强，工程预算低，施工迅速，应用广泛，是一种具有很高实用价值的新型桩，今天我们就来为大家讲解螺杆桩复合地基承载特性数值分析。

1.计算模型

利用Abaqus有限元软件进行单桩复合地基桩土模型的建立。模型尺寸为20 m×20 m×30 m(长×宽×高)；模型边界条件为：土体表面为自由边界；侧边界为水平约束；底部为固定边界。土体采用Mohr-Coulomb弹塑性模型；螺杆桩、承载板采用线弹性模型，模型单元采用C3D8R单元。为使模拟过程更贴近工程实际，模拟加载共分10个分析步。

数值模拟所得单桩复合地基荷载-沉降关系曲线如图7所示。数值模拟与现场实测所得的荷载-沉降关系曲线变化趋势相同，随着荷载的不断增加，其沉降速率呈不断增大趋势；桩体沉降对桩周土体的影响也逐渐增大。

3.桩顶及桩间土应力

随着荷载的增加，螺杆桩桩顶应力、桩间土应力随之增加，且桩顶应力的增加速率大于桩间土应力的增加速率。

这是由于螺杆桩与桩间土之间存在刚度差异，材料刚度与其承载特性呈正相关关系，相对刚度越大，应力集中程度就越高，桩体承受荷载也就越大。当荷载超过250 kPa时，桩顶应力、桩间土应力随荷载变化曲线出现了转折点，说明此时桩间土开始产生塑性变形，土层固结加快，强度逐渐提高。

4.桩土应力比

桩土应力比是反映复合地基工作性状的一个重要参数，可用以揭示复合地基中应力的集中情况。图9为桩土应力比随荷载变化曲线，可以看出：在荷载小于200 kPa时，随着荷载的增加，螺杆桩的桩土应力比逐渐增大；当荷载超过200 kPa后，桩土应力比逐渐减小并趋于稳定，说明随着土层压缩变形的提高，桩间土逐渐发挥作用，使桩顶应力集中现象有所减弱，桩土应力分布更加均匀。

5. 荷载分担比

桩土荷载分担比是反映桩土共同工作特性的直观指标，分担比随外部荷载增加而改变，反映了在加载的各个阶段，桩所承担的荷载和桩间土承担荷载的消长情况。

螺杆桩复合地基现场测试与理论计算表明，在黄土地区使用螺杆桩复合地基加固处理软弱地基时，螺杆桩桩身、螺纹均能完整形成，成桩效果良好，可与天然地基有效形成复合地基。

相关文章： 螺杆桩