刘杰民，郭 强，郝宝锋，王培森

（1.山东潍莱高速铁路有限公司，山东 济南 250021；2.中铁一局集团 第五工程有限公司，陕西 宝鸡 721000；3.山东建筑大学，山东 济南 250101）

引言

桩基础作为一种常见的基础形式，通过其桩身将上部结构的荷载传递至承载力较强的土层或岩层[1]， 或挤密软土层以提高地基极限承载力，从而减少地基的不均匀沉降，确保建筑物的稳定。增加桩径或者桩长可以提高桩基整体承载性能，但是靠增加桩长或桩径提高桩基承载力的做法既不经济又会增大施工难度。螺纹结构能增加桩土之间的接触面积，并产生咬合作用，增大桩基承载力[2-3]。随着时代发展步伐的加快与国家对环境保护的重视，鉴于工程背景与实际需求，提出了反向螺丝钉桩这一新型变截面桩基础。反向螺丝钉桩由桩身和桩帽组成[4]，螺纹方向为逆时针，上部圆柱型直杆占整个桩身的1/3，下部为螺纹型桩身占整个桩身的2/3，桩顶设置桩帽。稳定、高质量的桩基础才能保障其使用性能和安全性[5-6]。

1 反向螺丝钉桩有限元模型

采用ABAQUS建立桩-土地基有限元模型，拟对比反向螺丝钉桩相比于普通桩基对地基竖向承载能力的加强作用。所选用的土层地基尺寸为30 m×30 m×15 m。反向螺丝钉桩圆横截面直径为0.3 m，螺纹总宽度0.2 m，螺纹桩横截面总直径为0.5 m，桩身长度为10 m。土层地基采用Mohr-Columb弹塑性本构，桩身采用线弹性本构。桩身地基的材料参数见表1。

表1 桩身地基材料参数

采用精细化有限元建模，反向螺丝钉桩单元网格大小约为0.05 m。……