对增强型填芯混凝土管桩的水平承载力试验及理论分析

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发布时间：2021-09-11

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对增强型填芯混凝土管桩的水平承载力
试验及理论分析
杨子京，白晓红，贺武斌，郭昭胜
(太原理工大学建筑与土木工程学院，030024)
摘要：为了不使基桩在地震作用下由于节点的薄弱而提前失去承载能力，结合室内拟静力试验，对不同节点加强
方式的管桩承台节点模型进行了水平承栽力试验研究。对比了在节点处设置加强环和将普通填芯换做劲性填芯的试
件节点的抗弯能力、裂缝发展情况和破坏模式，并依据实测的破坏荷载得出了相当于普通填芯混凝土管桩的桩体嵌
入承台的深度．分析比较了试验试件与等效试件的裂缝发展情况和破坏形式，为桩基抗震设计提供参考和帮助。
关键词：增强型管桩；拟静力加载；锚固钢筋；等效嵌固深度
Abstract：In order to make sure the node of piles and cap provide enough carrying capacity during the earthquake，the
nodes with different enhanced filled concrete pile under the quasi-static loading conditions are studied．The bending
strengths，crack development and destructive mechanism of specimen nodes with setting ring at the node and replacing
common core to stif fill core are compared．The equivalent embedded depth of pile into the cap is calculated based on the
experimental results of failure loadings．The experiment resuhs can provide a reference to the seismic design of concrete pile
node．
Key words：Enhanced pile；Quasi-static loading；Anchor bars；Equivalent embedded depth
中图分类号：TU473．1 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)05—3O一04
0 前言
对于非液化场地而言．预应力混凝土管桩在地
震作用下的震害主要发生在桩与承台的连接处和
承台下的桩身上部⋯。大量的工程实例和室内试验
都证实了在水平地震荷载作用下，桩与承台连接处
的弯矩、剪力值均很大，接近同一量级，同时还作用
有压力，在这三部分荷载共同作用下桩与承台的连
接处处于危险状态[23。对于该种不利状况。国内已做
了很多研究。朱海堂等通过改变桩体嵌入承台的深
度改变节点的抗弯性能，提出了连接节点受弯承载
力的受力模型和计算公式。但是，在不改变桩体
嵌入深度的前提下，通过设加强环或其它方法提高
节点抗弯能力的研究还很少。因此，本项目通过拟
静力实验条件．对三种不同节点构造的混凝土管桩
与承台连接的节点试件进行了试验，实时观测了裂
缝发展形态、承载能力、内力变化及破坏形态，并对
连接节点处的弯曲性能进行了分析和探讨 ]，提出
了等效嵌固深度的概念，可以为工程界提供一定的
理论和实验依据。
基金项目：山西省留学人员科技活动择优资助项目
(8001O40202O028)。
一30—
1 试验概况
1．1 试件制作及试验装置
1．1．1 试件制作
本项目共进行了组试件(编号分别为T一1、T一
2、T一3)的拟静力试验，试件设计详图如图1所示，
试验采用的桩型根据图集10G409(预应力混凝土管
桩》 ]制作，选用PHC一400一AB一95型，锚固钢筋采
用4020mm，焊接在管桩的端板上，最大锚固长度为
620mm。T一1试件仅设置普通填芯，其纵筋为
4010mm，钢筋沿圆周均匀布置，箍筋采用
06mm@lOOmm，承台尺寸1．5mxO．8mx0．9m：T一2试
件设有普通填芯和加强环．加强环直径800mm。高
度为800mm，加强环部分承台外包宽度为200mm，
加强箍筋构造采用08mm@5Omm 环向筋，
012mm@200mm竖向钢筋，承台尺寸1．5m~lmX
0．9m：T一3试件设有劲性填芯，采用T形的工14型
钢，底部横向宽度为1m，竖向长度为3．17m，角部采
用边长为100mm的等腰直角三角形进行加固，从承
台上边缘算起，型钢深入到承台内部的长度为
370mm，承台尺寸为1．5mx0．8mxO．9mo三组试件承
台内部的钢筋参照混凝土结构设计规范按双向均