目前，国内外无论是预制或现浇砼摩擦+端承桩，其桩体本身是圆柱式结构，桩端基本放在具有较好持力土层，在极端承载力状态下，桩的主荷载仍由桩侧摩阻力承受。尽管砼抗压强度储备极大，却很难发挥，往往以土体摩擦破坏作为桩的承载力极限指标(土破坏公式)，这一类型桩代表了国内外摩擦+端承桩的几乎全部受力特征。如何更加有效的利用桩体的承载力，达到桩基设计的优化和降低工程造价的目标，成为一个现实的课题。　　 从桩身结构上进行改进是一个可行的方案，而新型半螺杆桩则是综合了长螺旋钻孔灌注桩和日本钢纤维全螺纹预制桩的优点，其“上部为直柱型，下部为螺丝型”的几何断面符合附加应力场由上而下减小的规律。因此，该技术已被列为“2004年海南省建设科研项目”、“2005年建设部科学技术项目计划”、“2005年全国建设科技行业推广项目”。　　 为了更好的推广该项技术，有必要对新型半螺杆桩的承载受力机理、失效及破坏形式、荷载传递性状、单桩承载力的计算方法、沉降变形计算及施工工艺等一系列问题做出深入分析和总结。　　 全文共分为七章，各章的主要研究内容概述如下：　　 第一章为概述。阐述了论文选题的来源与意义，选题的国内外现状和发展趋势，介绍了论文的主要研究内容及研究路线。　　 第二章首先介绍了新型半螺杆桩的成桩理论，指出其控制要点在于钻杆旋转速度与螺杆升降高度的配合，以及螺杆钻杆提升速度的配合，即钻杆旋转一圈则钻杆同时下降一个螺距；简要介绍了新型半螺杆桩的成桩机具设备和相关参数；总结出了新型半螺杆桩的成桩工艺标准，明确了其施工工艺流程：对其施工准备、施工设备、混凝土制备及输送以及质量检查与验收标准的内容做出了明确规定。为新型半螺杆桩的实践提供了可操作性的参照规范。　　 第三章对新型半螺杆桩的承载机理做出了详尽分析。从新型半螺杆桩的产生历程及发展状况出发，介绍了新型半螺杆桩的空间结构；用一个实际的新型半螺杆桩现场试验说明了新型半螺杆桩的荷载传递及受力一沉降规律；推导了新型半螺杆桩的单桩抗压承载力计算公式，对其极限侧阻力和极限端阻力特征值的取值做出界定；在一个实际的工程设计例子中对推导出的抗压承载力计算公式进行应用，静载试验结果证明该公式有较高的实用性；最后，利用大型有限元软件ABAQUS分析桩型参数(螺距、桩径等)变化对新型半螺杆桩的桩体应力分布的影响，为设计提供可靠的数值模拟依据。　　 第四章对新型半螺杆桩与其它典型桩从桩体形状、土层适应性、施工工艺流程和桩体承载能力等方面进行了系统的对比分析。　　 第五章从复合地基的概念和分类出发，引出了两种桩型复合地基的概念，总结了目前对两种桩型复合地基承载力及变形研究的现状和成果。从工程实例出发，引入了新型半螺杆桩+粉喷桩复合地基的新思路，丰富了两种桩型复合地基的内容。工程实践的静载试验结果表明，新型半螺杆桩复合地基具有较高的承载力，能满足工程设计要求。　　 第六章介绍了应用新犁半螺杆桩技术的工程实例：一个是采用新型半螺杆桩做单桩基础，分析对比了管桩、沉管灌注桩及新型半螺杆桩的承载力特征值，通过静载试验验证了新型半螺杆桩的优越性；第二个是采用新型半螺杆桩技术作为长短桩复合地基的长桩，验证了半螺杆形长短桩复合地基的设计计算公式，静载试验证明半螺杆形长短桩复合地基能极大的提高地基土强度，同时能降低长桩的置换率。新型半螺杆桩以其独特的优越性得到了广泛认同，本章以部分业主的应用证明书确证了其经济优越性。　　 第七章为结论，总结了本文的主要研究成果，指明了本研究的创新之处，同时指明了该课题研究存在的不足，提出了进一步研究的课题。　　 本文所取得的主要研究成果如下：　　 (1)总结和回顾了新型半螺杆桩的发展历程；探讨了新型半螺杆桩的空间结构形态。　　 (2)探讨和研究了新型半螺杆桩的荷载传递机理。从新型半螺杆桩的现场试验出发，考察了新型半螺杆桩的荷载～沉降曲线，表明其为摩擦端承桩的特征，曲线的前段与一般摩擦型灌注桩相同，但随着桩顶荷载的进一步增大，各螺纹逐渐发挥作用，荷载～沉降曲线坡度变缓，桩的沉降量很小，回弹率高，表明螺纹的存在对桩的承载力起重要作用。　　 (3)推导了新型半螺杆桩的竖向抗压承载力计算公式，将其分成三大部分：直杆段的桩侧阻力，螺纹段的桩侧阻力，以及扩大头区域的桩端阻力。利用一个工程实践的参数，对新型半螺杆桩的竖向抗压承载力公式进行了验证，结果表明该公式具有较高的可信度。　　 (4)为弥补现场试验的不充分，建立了新型半螺杆桩的竖向承压数值模拟试验模型，利用ABAQUS大型有限元商业软件，分析了新型半螺杆桩的结构参数(如直径、螺距、螺纹高度、螺纹宽度等)对其承压特性和桩土相互作用的影响；为新型半螺杆桩的优化设计提供了有效参考。　　 (5)从桩体形状、土层适应性、施工工艺流程和桩体承载能力等方面对新型半螺杆桩与其它典型桩型进行了系统的对比分析。　　 (6)在介绍两种桩型复合地基的基本概念的基础上，引入了以新型半螺杆桩为刚性长桩的半螺杆形长短桩复合地基的思路，探讨了其承载力估算方式，以一个新型半螺杆桩+粉喷桩的工程实践证明了该半螺杆形长短桩复合地基能提高地基承载力，满足设计要求，丰富了两种桩型复合地基的内容。　　 (7)以一个新型半螺杆桩做单桩刚性基础的工程和一个以新型半螺杆桩作为长短桩复合地基长桩的工程实例为例证，总结了新型半螺杆桩的工程应用情况，说明了其工程优越性，并给出了部分项目的业主给出的应用证明，说明其具备很好的应用前景。　　 (8)以深圳某工程实例分析探讨了在预应力管桩打不下去的情况下，采用新型半螺杆桩技术才使工程顺利进行，充分显示了新型半螺杆桩技术的优越性和生命力。　　 (9)在深入研究新型半螺杆桩技术及相关设备的基础上，对该技术及钻杆结构提出了新的改进技术，并已申报国家发明专利。　　 本文的主要创新点如下：　　 (1)利用数值模拟方法，分析了新型半螺杆桩结构参数对其承载特性的影响；　　 (2)以现场试验和数值模拟结果为依据，继承和发扬了对新型半螺杆桩荷载传递机理的研究；　　 (3)明确了新型半螺杆桩抗压承载力计算公式，用工程实例验证了其可信度；　　 (4)提出了以新型半螺杆桩为刚性长桩的长短桩复合地基处理思路，丰富了长短桩复合地基的内容，给出了其设计计算思想。　　 (5)通过该技术的新发明专利，为半螺杆桩技术的进一步发展和扩大应用范围创造了条件。