灌浆料对预制承插式桩芯与钢管桩黏结性能影响试验研究

高桩码头的桩芯、桩帽为桩顶连接关键结构,而传统水上现浇施工通常面临作业难、施工质量影响因素多等问题。预制承插式桩芯桩帽结构由水上现浇转变为工厂预制,通过超高性能混凝土灌浆料与钢管桩形成桩顶结构,避免了水文条件对其施工的影响。通过物模试验开展预制桩芯-桩帽结构的破坏模式及灌浆料配比研究,结果表明:竖向荷载下桩顶结构的灌浆料与预制桩芯界面黏结不动,仅灌浆料与钢管之间产生相对滑移,灌浆料与钢管内壁的界面黏结性能相对薄弱;灌浆料与钢管的黏结强度随钢纤维掺入而减小,随膨胀剂掺入而增大;塑性膨胀剂掺量0.08%、中后期国标Ⅱ型膨胀剂掺量12%组合为最优配比,其界面黏结强度在28 d内呈增长趋势,28 d后趋于稳定。

预制桩芯桩帽结构承载性能及安装工艺试验研究

高桩码头横、纵梁及面板等构件正逐渐进行装配式结构设计与施工,而处于水位变动区的桩芯桩帽结构仍以现浇形式为主,对工程整体工期、质量、安全的影响较大。针对预制一体化桩芯桩帽结构,通过模型试验研究其结构承载性能和安装工艺。结果表明,预制桩芯桩帽结构承载性能主要取决于灌浆料与钢管界面的黏结性能,且新结构的平均黏结强度高于传统现浇混凝土与钢管黏结强度及其相应的规范取值,具有良好的承载性能;研发的桩底气囊封堵装置可满足承载、密封性能的要求,埋入式灌浆过程中浆料流动性较好;预制桩芯桩帽结构及安装工艺在工程项目中具有良好的应用效果。

装配式双桩桩帽节点受力有限元分析

在约束条件及受力特性上,装配式双桩桩帽与桩基的连接特点与传统现浇桩帽不同。采用有限元数值分析方法,通过对比装配式双桩桩帽节点与传统现浇双桩桩帽节点,分析二者在结构内力、混凝土应力、结构变形、传力分配等方面的差异,总结出一般规律。结果表明:桩基与装配式双桩桩帽之间的连接可视为固接连接;装配式双桩桩帽节点内的混凝土一般不会先于桩基本身发生破坏;装配式双桩桩帽节点内桩身本体以上弯矩大于传统现浇桩帽节点方案,应进行桩顶以上部分的抗弯计算。