樁基工程專業(yè) 預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁性能試驗(yàn)研究 開題報(bào)告

1、論文題目：預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁性能試驗(yàn)研究一、立論依據(jù)課題來源、選題依據(jù)和背景情況、課題研究目的或工程應(yīng)用價(jià)值課題來源課題來源于鹽城市雙強(qiáng)管樁有限公司科研項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力混凝土空心內(nèi)螺紋抗拔方樁2. 選題依據(jù)和背景情況隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的步伐加快，地下空間的開發(fā)利用得到迅猛發(fā)展，具有抗拔要求的建（構(gòu)）筑物日益增多，基礎(chǔ)埋深亦越來越深，地下結(jié)構(gòu)的抗浮問題日益突出，工程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生由于未考慮結(jié)構(gòu)的抗浮措施或采取的抗浮措施不當(dāng)而引起的工程事故1。目前工程的抗拔（?。﹩栴}一般采用樁基的形式來解決，這種承受豎向上拔力的樁稱為抗拔樁。傳統(tǒng)上抗拔樁主要采用鉆孔灌注樁、抗浮錨桿等型式，在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了擴(kuò)底樁、擠擴(kuò)

2、支盤樁等變截面樁?？拱螛对诠ぷ鳡顟B(tài)下，樁身混凝土呈拉伸狀態(tài)，但混凝土抗拉強(qiáng)度低，抗拔樁破壞時(shí)一般是樁身混凝土先產(chǎn)生裂隙，混凝土開裂會(huì)導(dǎo)致樁身鋼筋受水和化學(xué)有害物質(zhì)的侵蝕，鋼骨架逐漸被腐蝕破壞，樁身整體失效破壞。為防止抗拔樁樁身混凝土的開裂，科研人員曾嘗試對(duì)灌注樁施加預(yù)應(yīng)力2,3。但由于地下工程預(yù)應(yīng)力的施工難度很大，目前為止，預(yù)應(yīng)力灌注樁尚未形成成熟的施工工藝，無法大范圍地推廣應(yīng)用。預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土樁具有樁身質(zhì)量好、工程造價(jià)低、施工綠色環(huán)保、樁身檢測(cè)方便、可工廠化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程樁基領(lǐng)域的使用越來越廣泛，已成為樁基首選樁型。其用于抗拔樁時(shí)在有效預(yù)壓應(yīng)力范圍內(nèi)樁身不會(huì)出現(xiàn)裂縫，預(yù)應(yīng)力鋼筋保護(hù)

3、較好，能較好的發(fā)揮樁身強(qiáng)度，提高樁身抗拔承載力。預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁（簡(jiǎn)稱方樁）是一種新型的預(yù)應(yīng)力混凝土樁，它是在預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上結(jié)合混凝土預(yù)制方樁的一些特點(diǎn)而產(chǎn)生的一種新型樁。近年來，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力推進(jìn)，沿海省市對(duì)新型基樁產(chǎn)品空心方樁的需求量較大。該產(chǎn)品與現(xiàn)有的同規(guī)格管樁、普通方樁相比，在使用過程中具有以下特點(diǎn)：（1）空心方樁為外方內(nèi)圓形結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸中容易綁扎、固定；（2）由于空心方樁結(jié)構(gòu)截面為方形，外表面平整，采用抱壓施工時(shí)出現(xiàn)樁身抱碎事故率較低；（3）空心方樁在軟土地基施工后，當(dāng)基坑開挖時(shí)，出現(xiàn)樁位傾斜的情況比管樁少；（4）布樁系數(shù)高；（5）空心方樁基礎(chǔ)的承

4、臺(tái)尺寸較管樁小，減小了承臺(tái)砼、鋼筋用量和基礎(chǔ)深度，可以降低基礎(chǔ)工程量和工程成本等4。預(yù)應(yīng)力混凝土方樁在早期應(yīng)用階段主要作為承壓樁使用，近年來隨著城市建設(shè)對(duì)地下空間的開發(fā)和利用增多，承壓樁除了豎向抗壓外，在施工期間或特定環(huán)境條件下，由于水浮力的作用樁基還要承受較大的上拔荷載；在高層建筑裙房地下室、地下停車庫(kù)、室外下沉式廣場(chǎng)等工程中，當(dāng)受較大的水浮力時(shí)，預(yù)應(yīng)力方樁主要以承受上拔荷載為主。傳統(tǒng)用于抗壓樁的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁作為抗拔樁在基礎(chǔ)工程中已得到應(yīng)用，但由于樁身抗拉、接頭抗拔、樁與承臺(tái)連接等技術(shù)問題在實(shí)際應(yīng)用中沒有得到有效地解決，目前，對(duì)其用于抗拔樁的安全性存在質(zhì)疑，因此以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵問題亟待

5、解決：（1）接頭質(zhì)量。接樁時(shí)多采用樁頂端板的直接焊接連接，由于施工水平和質(zhì)量不能保證，連接焊縫經(jīng)常失效，造成下節(jié)樁失去抗拔作用，上節(jié)樁被拔出?？拱螛兜慕宇^質(zhì)量問題直接會(huì)導(dǎo)致斷樁而失效。（2）樁與承臺(tái)的連接。目前樁與承臺(tái)連接主要是通過混凝土填芯插筋的方法。由于樁身內(nèi)壁光滑，填芯混凝土與樁內(nèi)壁粘結(jié)力不強(qiáng)，在上拔荷載作用下，填芯有時(shí)被直接拔出，樁頂與承臺(tái)之間連接失效，錨固失效直接危及建筑物的安全。填芯的長(zhǎng)度和施工質(zhì)量直接影響抗拔承載力。 針對(duì)上述問題，南京工業(yè)大學(xué)與鹽城雙強(qiáng)管樁有限公司共同合作研制了“預(yù)應(yīng)力混凝土空心內(nèi)螺紋抗拔方樁”(簡(jiǎn)寫NKBZ)，其樁節(jié)之間連接方式采用內(nèi)扣式機(jī)械連接，樁頂與承臺(tái)的

6、連接方式采用內(nèi)螺紋技術(shù)。 (a) (b)圖1 預(yù)應(yīng)力混凝土空心內(nèi)螺紋方樁 (a) (b)圖2 空心方樁內(nèi)扣式機(jī)械連接 這種新型抗拔方樁力學(xué)性能如何，接頭是否可靠，內(nèi)螺紋對(duì)抗拔承載力提高有多大作用，通過試驗(yàn)開展研究就顯得尤為重要。課題研究目的或工程應(yīng)用價(jià)值開展新型預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁性能試驗(yàn)研究，主要目的是驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力混凝土空心內(nèi)螺紋抗拔方樁對(duì)于設(shè)計(jì)預(yù)期的符合性，為方樁的技術(shù)研究、生產(chǎn)制作及工程應(yīng)用提供具有參考價(jià)值的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。通過本課題的研究，對(duì)引導(dǎo)工程實(shí)踐正確合理使用這一新的樁型，為工程設(shè)計(jì)提供借簽方法，為修訂和完善預(yù)應(yīng)力混凝土方樁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，確保建筑工程安全意義重大，同時(shí)也是發(fā)展綠色

7、建筑的必然要求。二、文獻(xiàn)綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)預(yù)應(yīng)力混凝土方樁與管樁在生產(chǎn)工藝、樁身結(jié)構(gòu)、連接方式等方面相近，用作抗拔樁時(shí)大多參考管樁。針對(duì)抗拔方樁試驗(yàn)研究開展較少，公開的文獻(xiàn)主要是針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的力學(xué)性能的研究。潘琦等(2006)5通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和大量工程實(shí)例論述了單樁承載力和變形特性，提出了空心方樁極限承載力的計(jì)算公式。劉永超等(2012)6分析研究了先張法離心成型預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土方樁與管樁的結(jié)構(gòu)性能，結(jié)果表明，二者具有同樣的受力特性，在豎向承載力、抗彎、抗剪、抗拉及水平承載力、耐久性指標(biāo)等方面存在一定的差異。陳彥等(2007)7通過預(yù)應(yīng)力離心方樁樁身抗彎試驗(yàn)，研究了這種新型樁

8、的抗彎性能，為制定吊樁方案提供依據(jù)，同時(shí)提出可以將預(yù)應(yīng)力離心方樁用作基坑支護(hù)樁。周文苑等(2011)8針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁在基坑支護(hù)中的應(yīng)用，開發(fā)新型的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土矩形支護(hù)樁。劉芙蓉等(2008)9通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁焊接接頭抗彎試驗(yàn)，研究空心方樁受彎作用下樁身變形、裂縫分布情況，分析其承載能力及破壞特征。隨著預(yù)制混凝土管樁生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)及施工技術(shù)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程對(duì)管樁產(chǎn)品得到廣泛的認(rèn)可。管樁相對(duì)方樁開展時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)管樁抗彎性能的研究也相對(duì)較多。管品武(2006)10通過對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁抗彎試驗(yàn)，研究管樁在受彎作用下樁身裂縫開展情況及變形特征，分析其承載能力及破壞特征。試驗(yàn)研究

9、表明：樁身出現(xiàn)裂縫后截面剛度損失較大，對(duì)抗彎性能較為不利。俞能蘭等(2007)11針對(duì)大直徑管樁在基礎(chǔ)工程中的廣泛應(yīng)用，對(duì)大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(1400)進(jìn)行抗彎試驗(yàn)，研究其是否滿足設(shè)計(jì)要求。林國(guó)宏(2010)12通過軟土地基中預(yù)應(yīng)力管樁在水平荷載作用下的抗彎性能試驗(yàn)，計(jì)算出不同荷載作用下樁身最大彎矩及其出現(xiàn)的位置，通過對(duì)比計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果，分析了水平荷載作用下樁基的抗彎性能。由于普通預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在水平荷載作用下抗彎（剪）能力較差，宋寅等(2007)13提出設(shè)置填芯混凝土可以大幅度提高其抗彎承載力和延性性能。并通過實(shí)驗(yàn)，推導(dǎo)出填芯混凝土抗裂彎矩和抗彎承載力的計(jì)算公式。盛昌等(2012)14

10、提出在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁中添加鋼筋混凝土橫隔能提高管樁的抗彎和變形能力。張忠苗等(2011)15，王新玲等(2012)16提出在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁中加入一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，以提高預(yù)應(yīng)力管樁的抗彎承載力和延性。并對(duì)這種新型混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行抗彎及抗剪性能方面的原型試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果說明：此創(chuàng)新型管樁在抗彎及抗剪性能方面的優(yōu)勢(shì)是明顯的。PHC管樁應(yīng)用于深基坑支護(hù)以承受水平荷載，對(duì)這種基坑支護(hù)方式開展支護(hù)效果和施工技術(shù)研究，無疑具有重要意義。趙祥(2008)17就PHC管樁應(yīng)用于基坑支護(hù)的可行性作分析研究，并結(jié)合工程實(shí)際對(duì)PHC管樁應(yīng)用于基坑支護(hù)的受力特性、抗彎性能、經(jīng)濟(jì)效益、施工工期、環(huán)

11、保優(yōu)勢(shì)等進(jìn)行了研究和分析總結(jié)，探討了PHC管樁應(yīng)用于基坑支護(hù)的適用條件。黃廣龍等(2011)18對(duì)當(dāng)前承受水平荷載預(yù)應(yīng)力管樁的理論研究、試驗(yàn)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀等方面進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，提出水平荷載下預(yù)應(yīng)力混凝土管樁受力特性中有待研究的問題。預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在基坑支護(hù)中由于其抗彎能力小而受到一定的限制。城市深基坑支護(hù)已從單一的支護(hù)方式發(fā)展到綜合各種支護(hù)方式優(yōu)點(diǎn)的綜合治理方式或復(fù)合支護(hù)方式。李靜(2007)19 提出“復(fù)合型預(yù)應(yīng)力管樁”的概念，并針對(duì)“復(fù)合型預(yù)應(yīng)力管樁”本身的力學(xué)性能進(jìn)行研究?！皬?fù)合型預(yù)應(yīng)力管樁”是采用高壓噴射攪拌樁或深層攪拌樁作樁芯，插入等直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，使水泥土與預(yù)應(yīng)力

12、混凝土管樁共同工作。復(fù)合型預(yù)應(yīng)力管樁的抗彎、剪能力很高，因此用于深基坑支護(hù)可得到很好的抗側(cè)能力。張仕等(2011)20研究了PHC500 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁增強(qiáng)技術(shù)及增強(qiáng)后彎矩計(jì)算方法、介紹了樁錨及噴錨網(wǎng)復(fù)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。通過工程實(shí)例，探討了管樁在深基坑工程綜合治理中應(yīng)用的方法和可行性。張勇等(2007)21針對(duì)施工實(shí)踐中焊接接頭、碗形接頭的缺點(diǎn)，介紹了新型U 型管樁接頭，并且從理論上計(jì)算得出接頭各附件的最佳技術(shù)參數(shù)，同時(shí)通過工程實(shí)踐，證實(shí)了新型接頭的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。吳水根等22對(duì)先張預(yù)制抗拔方樁和鋼筋混凝土抗拔樁的受力性能和抗裂性能進(jìn)行比較分析，闡明了先張預(yù)制方樁作為抗拔樁在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上

13、的優(yōu)越性，這是涉及預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁問題研究的唯一文獻(xiàn)報(bào)道。預(yù)應(yīng)力混凝土樁用作抗拔樁，相關(guān)的研究工作開展較少，沒有檢索到國(guó)外預(yù)應(yīng)力混凝土樁抗拔研究的文獻(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土方樁與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁同屬于等截面樁。上世紀(jì)六十年代以來，國(guó)外對(duì)等截面抗拔樁的研究取得了一定的進(jìn)展，所做工作主要集中在樁土共同作用下抗拔樁破壞形態(tài)研究23-28、抗拔樁和抗壓樁側(cè)阻力發(fā)揮對(duì)比研究29-32、抗拔樁承載力發(fā)揮機(jī)理及影響因素研究33-39、抗拔樁承載力計(jì)算方法研究40-46等方面，研究方法主要有模型試驗(yàn)、原位試驗(yàn)和理論計(jì)算分析。目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔樁研究工作主要是結(jié)合工程應(yīng)用開展的一些抗拔管樁的試驗(yàn)及理論研究。試

14、驗(yàn)研究預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為抗拔樁應(yīng)用時(shí)間不到十年，國(guó)內(nèi)主要集中在對(duì)工程應(yīng)用中遇到的實(shí)際問題或結(jié)合工程設(shè)計(jì)開展的試驗(yàn)研究。許國(guó)平(2005)47、蘇振明等(2006)48分別通過PHC管樁的單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)，研究了預(yù)應(yīng)力管樁抗拔性能，分析計(jì)算了影響管樁抗拔承載力的多種因素，并提出各土層抗拔系數(shù)的取值范圍，建議內(nèi)芯插筋錨固深度應(yīng)根據(jù)內(nèi)芯混凝土摩阻力計(jì)算提出。鄭秀娟等(2010)49通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抗拔靜載試驗(yàn)和室內(nèi)足尺寸試驗(yàn)，研究端板、墩頭、焊縫及樁身的抗拔性能、破壞形式和薄弱部位。汪加蔚(2004)50通過室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身的抗拉強(qiáng)度、接頭焊縫的抗拉強(qiáng)度及填芯混凝土

15、的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行了研究，通過對(duì)三種試驗(yàn)結(jié)果的分析，提出管樁抗拉承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算公式。韋宏等(2001)51、虞林軍(2006)52、沈曉梅等(2008)53分別結(jié)合工程實(shí)例介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為抗拔樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、計(jì)算方法及相應(yīng)的構(gòu)造措施。對(duì)樁的承載力計(jì)算，樁身抗拉強(qiáng)度、接樁焊縫強(qiáng)度、管樁與承臺(tái)的連接強(qiáng)度的驗(yàn)算方法等提出了一些設(shè)計(jì)建議。陳岱杰等(2007)54針對(duì)上海地區(qū)使用情況，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作抗拔樁的樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、焊縫強(qiáng)度、端板孔口抗剪強(qiáng)度、鋼棒墩頭進(jìn)行驗(yàn)算，并對(duì)管樁和承臺(tái)連接方式進(jìn)行了探討，提出了填芯連接方式的計(jì)算公式。理論研究目前預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抗拔受荷性狀的理論研究工作主要集中

16、在以下幾個(gè)方面：（1） 對(duì)樁土共同作用下抗拔管樁承載力發(fā)揮機(jī)理的研究。林宏劍(2010)55通過數(shù)值模擬研究了樁長(zhǎng)、樁徑、土質(zhì)條件等對(duì)管樁抗拔承載力特性及樁側(cè)摩阻力的影響。閻懷先、趙文勇(2011)56以某工程預(yù)應(yīng)力混凝土管樁預(yù)埋鋼筋應(yīng)力計(jì)進(jìn)行抗拔試驗(yàn)為例，分析了預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔管樁在樁土共同作用下的受荷機(jī)理及軸力計(jì)算方法，提出一些設(shè)計(jì)施工方面的參考建議。（2） 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁接頭抗拉強(qiáng)度研究。劉軍(2007)57通過一種新型的管樁錨固式接頭，圍繞其受力性能進(jìn)行了一系列理論及試驗(yàn)研究分析。李偉興等(2010)58結(jié)合世博主題館的設(shè)計(jì)，對(duì)抗拔預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的新型連接進(jìn)行計(jì)算分析和試驗(yàn)研究，試

17、驗(yàn)結(jié)果表明：改進(jìn)型接樁節(jié)點(diǎn)較標(biāo)準(zhǔn)型接樁節(jié)點(diǎn)在受力性能、施工工藝、焊接質(zhì)量等方面均有明顯改善，值得在工程中推廣應(yīng)用。（3） 管樁與承臺(tái)連接性能研究。王恒棟等(1997)59、李平先等(2004)60在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與樁帽連接節(jié)點(diǎn)軸拔試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，討論了連接節(jié)點(diǎn)的破壞狀態(tài)、破壞機(jī)理以及受力特性。并給出了連接節(jié)點(diǎn)軸拔承載力的建議公式和確定管樁入樁帽深度的計(jì)算方法，提出了在實(shí)際工程中連接的合理型式。張忠等(2007)61以預(yù)應(yīng)力薄壁管樁為例，開展了預(yù)應(yīng)力管樁填芯混凝土軸拔試驗(yàn)。通過試驗(yàn)分析，得出填芯混凝土與樁壁的粘結(jié)性能良好以及填芯混凝土有橫向膨脹效應(yīng)的結(jié)論，為管樁設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。從

18、以往的研究看，預(yù)應(yīng)力混凝土樁作為抗拔樁使用歷史很短，這方面研究工作開展不多。隨著抗拔方樁在各地的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，工程數(shù)量越來越多，有關(guān)新型預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁的研究必須盡快跟上實(shí)踐發(fā)展的步伐。參考文獻(xiàn)：王珊珊, 盧成原, 賈穎棟, 等. 樁在上拔荷載作用下的工程性狀研究進(jìn)展J. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 36(3): 279-284.郭增強(qiáng), 趙玉成, 胡朝陽. 巖層中抗拔樁的有限元分析J. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì), 2004, (1): 35-40.杜高恒. 部分粘結(jié)預(yù)應(yīng)力抗拔（?。兜脑囼?yàn)研究及應(yīng)用D. 北京: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué), 2007.蔣元海. 預(yù)應(yīng)力離心空心方樁標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介J. 混凝土與水泥

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37、應(yīng)力混凝土抗拔方樁的抗裂彎矩及極限彎矩。 驗(yàn)證新型接頭是否滿足抗彎性能要求。2 內(nèi)扣式機(jī)械連接接頭抗拉試驗(yàn)研究 在實(shí)際工程中一般都存在著接樁的問題，進(jìn)行內(nèi)扣式機(jī)械連接接頭試驗(yàn)，主要驗(yàn)證新型接頭抗拔性能是否能滿足設(shè)計(jì)要求。3 空心方樁填芯抗拔試驗(yàn)填芯長(zhǎng)度是影響接觸面粘結(jié)承載力的重要參數(shù)，而填芯長(zhǎng)度是由平均粘結(jié)剪應(yīng)力系數(shù)確定的，該試驗(yàn)主要是為填芯混凝土長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)螺紋方樁與普通空心方樁填芯混凝土抗拔承載力對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證內(nèi)螺紋的作用。內(nèi)螺紋預(yù)應(yīng)力混凝土方樁在內(nèi)壁新增螺紋，提高了填芯混凝土與方樁內(nèi)壁的摩擦阻力，需測(cè)定新型樁填芯砼抗拔承載力的提高程度。4 結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)試驗(yàn)

38、樁破壞形式，制定出預(yù)應(yīng)力混凝土空心內(nèi)螺紋抗拔方樁圖集。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析樁參數(shù)表見表1-1。以下試驗(yàn)樁均應(yīng)滿足表1-1的要求。表1-1 樁參數(shù)表邊長(zhǎng)B(mm)內(nèi)徑D(mm)砼等級(jí)單節(jié)樁長(zhǎng)（m）型號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量及直徑抗裂彎矩kNm極限彎矩檢驗(yàn)值kNm樁身結(jié)構(gòu)抗拉承載力檢驗(yàn)值kN理論重量（Kg/m）400240C80715AB12D9.098161644293B12D10.7120226845450250C80715AB12D9.0147262845391B12D10.71793631079500300C80715AB12D10.7182297845457B12D1

39、2.621941210791預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔方樁抗彎承載力試驗(yàn)研究做邊長(zhǎng)為400，內(nèi)徑為240的內(nèi)螺紋預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的抗彎試驗(yàn)，NKBZ-B 400 (240) 共兩根樁。試驗(yàn)樁抗彎試驗(yàn)采用簡(jiǎn)支梁對(duì)稱加載，如下圖所示，其中，a=0.5m，L=11m。 圖1方樁抗彎試驗(yàn)示意圖收集試驗(yàn)樁在荷載作用下?lián)隙?、?yīng)變、裂縫開展情況等數(shù)據(jù)。由于試驗(yàn)樁長(zhǎng)達(dá)11m，為了求得試驗(yàn)樁的真正撓度f，至少需要布置57個(gè)位移計(jì)?？稍谙聢D中A、B、C、D、E、F、G七個(gè)點(diǎn)上布置位移計(jì)。測(cè)試試驗(yàn)樁應(yīng)變分布情況，需在跨中截面從上到下依次均勻布置應(yīng)變片。由于試驗(yàn)樁材料的非彈性性質(zhì)，樁截面的應(yīng)力分布往往不規(guī)則，為了求得截面上應(yīng)力

40、分布規(guī)律和確定中和軸的位置，可沿截面高度布置五個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖2。圖2 試驗(yàn)樁位移計(jì)和應(yīng)變片布置試驗(yàn)中需要測(cè)定裂縫的開展情況，包括第一條出現(xiàn)的裂縫以及寬度最大的裂縫，每級(jí)荷載下出現(xiàn)的裂縫均需在試件上標(biāo)明，在裂縫尾部注明荷載值，裂縫發(fā)展時(shí)，需在裂縫新的尾端注明相應(yīng)的荷載。試驗(yàn)需對(duì)樁接頭做邊長(zhǎng)分別為400mm、450mm、500mm的接頭抗彎試驗(yàn)，共8根樁。NKBZ- AB 450(250)、NKBZ-B 500(300)各兩根，組成兩組實(shí)驗(yàn)；NKBZ-B 400(240) 5.5+5.5（卡槽處增厚） 兩組實(shí)驗(yàn)。圖3方樁接頭抗彎試驗(yàn)示意圖對(duì)于樁接頭的抗彎試驗(yàn)，由于其破壞形式與樁身破壞有所不同，可能端

41、板或連接處較為薄落，為弄清其受力狀態(tài)，應(yīng)在兩側(cè)再布置2組應(yīng)變片。如圖4所示。圖4 樁接頭位移計(jì)和應(yīng)變片布置2 內(nèi)扣式機(jī)械連接接頭抗拉試驗(yàn)試驗(yàn)需做邊長(zhǎng)分別為400mm、450mm、500mm，5.5+5.5的接頭抗拉試驗(yàn)。NKBZ- AB 450(250)兩組、NKBZ-AB 400(240)兩組、NKBZ-B 500(300)、NKBZ-B 450(250)各一組試驗(yàn)，共計(jì)12個(gè)試件。前5組采用24mm端板，最后一組采用28mm端板，驗(yàn)證端板厚度對(duì)接頭抗拉承載力的影響。采用油壓千斤頂實(shí)施分級(jí)加載，用油壓表測(cè)定加載量，用位移傳感器測(cè)定方樁接頭及裝置變形。裝置示意圖如圖5。圖5方樁接頭抗拉試驗(yàn)示意

42、圖3 空心方樁填芯抗拔試驗(yàn)試驗(yàn)做NKBZ-AB 400(240)內(nèi)螺紋預(yù)應(yīng)力混凝土方樁及HKFZ-AB 400(240)普通空心方樁的抗拔試驗(yàn)，兩種樁共做8根，其中HKFZ-AB 400(240)內(nèi)螺紋預(yù)應(yīng)力混凝土方樁6根（代號(hào)SZ1-1，SZ1-2，SZ1-3），HKFZ-A B 400(240)普通空心方樁2根（代號(hào)SZ2）。樁長(zhǎng)均為5.5m，混凝土填芯長(zhǎng)度分別為1000mm，500mm，800mm，1000mm。填芯混凝土參數(shù)見表2。試驗(yàn)方樁填芯混凝土配筋圖和填芯混凝土剖面圖見圖5，圖6。表2 填芯混凝土參數(shù)表代號(hào)填芯砼等級(jí)樁長(zhǎng)（m）填芯混凝土澆筑長(zhǎng)度（mm）填芯混鋼筋配筋模式（HRB3

43、35）備注SZ1-1C405.510006 20帶內(nèi)螺紋SZ1-2C405.5500620帶內(nèi)螺紋SZ1-3C405.5800620帶內(nèi)螺紋SZ2C405.51000620無內(nèi)螺紋 圖5 試驗(yàn)方樁填芯混凝土配筋圖 圖6 填芯混凝土剖面圖測(cè)試內(nèi)容：（1） 填芯混凝土所受的軸拔力 填芯端通過與其連接的張拉螺桿施加拉力，采用測(cè)力傳感器量測(cè)施加于填芯混凝土端部的軸拔力。（2）方樁樁端的應(yīng)變測(cè)量和位移測(cè)量 采用應(yīng)變片測(cè)量填芯混凝土區(qū)空心方樁樁端混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置如圖7，采用位移計(jì)量測(cè)填芯混凝土端部相對(duì)于空心方樁樁端在各受力階段的位移，包括彈性階段的彈性位移、塑性階段的塑性位移和滑移階段的滑移位移。圖7樁端混凝土應(yīng)變片和位移計(jì)布置圖（其中AD為樁端混凝土應(yīng)變片布置，1、