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预应力混凝土桩具有抗裂性好、施工速度快、经济性好等优点,在工程实践中作为抗拔桩使用已越来越广泛。预制预应力混凝土抗拔桩在应用中尚存在接头质量、桩与承台连接等关键技术问题。预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩(简称NKBZ桩)是为解决上述问题而开发的新型抗拔桩型,其桩节之间采用内扣式机械连接,桩顶内壁新增内螺纹与承台连接。 本文针对预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩桩身结构、抗弯性能、抗拉性能、设计理论等关键问题开展研究,主要内容如下:⑴介绍了预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩的内扣式机械连接、桩与承台连接构造、桩身配筋等,重点讨论了端板、锚固筋、内扣及接头连接施工,并提出桩与承台连接填芯长度计算公式及填芯混凝土的质量控制措施。⑵通过预应力混凝土抗拔方桩桩身抗弯试验,分析其荷载变形特征,结合方桩结构理论,提出了方桩抗弯承载力的计算方法。通过内扣式机械接头抗弯试验,试验桩破坏时,接头完好,表明内扣式机械接头抗弯性能优于桩身抗弯性能,满足设计要求。⑶通过内扣式机械连接接头抗拉性能试验,研究了预应力混凝土方桩的抗拉承载性能。抗拔方桩的承载能力受桩身结构强度、接桩连接强度、端板孔口抗剪强度、钢棒镦头抗拉强度等因素控制。钢筋镦头和端板因应力集中而破坏是抗拔方桩的薄弱环节。针对抗拉试验中接头破坏的现象,结合理论分析,应通过增加边长为400,450mm的NKBZ桩内扣连接板宽度,使内扣式接头连接强度满足设计要求。⑷通过预应力混凝土空心抗拔方桩填芯混凝土的轴拔试验,研究了填芯混凝土与桩内壁粘结性能,深入分析了方桩内壁与填芯混凝土之间粘结力发挥机理和影响因素,根据实验结果推出粘结强度设计值,并在试验基础上探讨了抗拔填芯混凝土对方桩桩端的影响,讨论了预应力混凝土抗拔方桩填芯设计方法。⑸根据试验研究成果及理论分析,重点说明预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩设计理论及应用,为《预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩图集》的编制,预力混凝土空心内螺纹抗拔方桩的推广应用提供依据。