压入式自旋桩头是一种可以大幅度提高单桩承载力的新型桩头,通过滚动轴承和预制桩相连接,它的螺旋叶片升角较大,利用土对叶片的反作用力,使叶片发生“自旋”,破土而入,仅需采用常规的静压法压桩,而不必施加扭矩旋入,克服了普通预制螺旋桩施工扭矩过大的弊端。目前关于压入式自旋桩头的抗拔机理认识程度还很低,其荷载传递、破坏形态、承载特性尚不明确,本文通过室内模型试验、有限元数值模拟、建立经验公式的方法对自旋桩头在黏土中的竖向抗拔承载力进行了研究。主要内容及成果有:(1)在黏土中对5组共12根不同参数的桩型进行静载试验研究,分析各桩头在不同竖向荷载作用下的上拔位移量变化规律并找到自旋桩头的破坏形态。试验结果表明:压入式自旋桩头的抗拔极限承载力比普通直线型桩头有大幅度的提高,平均提高339%,在相同荷载作用下,自旋桩头的上拔位移量更小,抗拔性能更好。从总体上讲,叶片升角低、宽度大、数量多的自旋桩头,其抗拔极限承载力更高,同级荷载作用下的上拔位移量更小,抗拔性能更好。自旋桩头的破坏形态有两种:圆柱状剪切破坏和多级旋转螺旋滑裂破坏。(2)利用ABAQUS进行有限元数值模拟,建立与静载试验相对应的12根桩头模型。在上拔荷载作用下自旋桩头和桩周土体位移分布变化的动画显示了桩身的“自旋”过程,通过对比荷载—位移曲线,发现模拟值与实测值的变化趋势基本一致,且抗拔极限承载力误差均在25%以内,说明了所建立有限元模型的有效性。(3)根据自旋桩头的破坏形态,对自旋桩头的抗拔承载力进行研究,参考《建筑桩基技术规范》中抗拔桩基承载力计算的经验公式,综合考虑各种影响承载力的因素,通过拟合的方式,给出适合自旋桩头的抗拔极限承载力设计计算经验公式。