变截面抗拔桩作为一种新型桩,是在传统等截面桩上的一定位置进行扩径,形成桩身突变的变截面桩。相较于传统的等截面桩,变截面抗拔桩由于变截面的存在增大了与桩周土体的接触面积直接提高了桩侧阻力,除此,其变截面处上体受压,显著提高了抗拔承载力。与传统等截面抗拔桩相比,变截面抗拔桩受力相当复杂,且桩侧阻力与变截面处的支承力又相互影响,使得变截面抗拔桩的承载力计算成为一个非常复杂的问题。变截面桩中扩大段的位置、间距、个数、大小对其破坏模式及抗拔承载力有较大的影响。已有变截面桩的相关文献多是针对其作为抗压桩的研究,而作为抗拔桩的研究相对较少。因此对变截面桩的抗拔开展研究具有十分重要的意义。本文在阅读和分析国内外相关研究的基础上,以模型试验为基础,结合理论分析和数值模拟对变截面抗拔桩在砂土地基中扩大段间距对承载力的影响进行研究,并分析了不同扩大段间距对其抗拔承载力的影响。研究内容主要包括:(1)通过5组变截面抗拔桩在砂土地基中的抗拔模型试验,对比分析了等截面桩与变截面桩的承载机理,并研究了扩大段间距对其抗拔承载力的影响。研究表明,变截面抗拔桩的极限抗拔承载力较等截面桩大,同时发挥极限承载力所需的桩土相对位移也较大;极限抗拔承载力随着扩大段间距的增大而增大,但是当扩大段间距大于6倍主桩桩径(18cm)后,增幅较小。(2)对不同扩大段间距的抗拔桩进行了数值分析,对其破坏模式进行了研究。研究表明,扩大段间距小于6倍主桩桩径时,塑性区主要分布在变截面附近,并且为一两头大中间小的葫芦状,当扩大段间距大于等于6倍主桩桩径,上下扩大段附近土体塑性区彼此分离,以扩大段上截面为中心呈倒钟型向外扩展。(3)根据数值模拟的塑性区,根据不同扩大段间距,假定了两种破坏模式。当扩大段间距大于6倍主桩桩径时,假定破坏模式为两个扩大段上部相互独立的对数螺线型破坏;当扩大段间距小于6倍主桩桩径时,假定破坏模式为上扩大段上部土体的对数螺线型破裂面,下扩大段与上扩大段间的椭圆形破裂面。根据两个破坏模式,提出了扩大段支承力的计算公式,同时考虑桩周土压力的变化,得到了桩侧阻力计算公式,最后两者相加得到抗拔极限承载力计算公式。