随着我国建筑工业化的不断推进,预应力混凝土预制桩凭借其质量可靠、施工效率高及节约成本等优点被广泛应用于各类工程中。预应力混凝土管桩由于其生产工艺成熟、配套规范齐全,在所有桩型中应用范围最为广泛。在河道护岸和基坑围护工程中,通常采用预应力混凝土管桩结合水泥搅拌桩进行围护,或采用通过在水泥中置入可回收型钢形成围护墙的施工方法。上述方法存在普通预应力混凝土管桩水平承载力低、变形延性差、施工泥浆污染环境、型钢回收繁琐等缺点。本文创新提出以有粘结钢绞线代替传统预应力钢棒作为主筋,研发了先张法预应力钢绞线超高强混凝土 H型桩,解决了普通预应力混凝土管桩水平承载力低和变形延性差的问题。本文对新型H型桩的抗弯性能和抗剪性能进行系统地研究,主要工作可概述为:(1)通过对预应力钢绞线超高强混凝土 H型桩试件进行抗弯性能试验,确定H型桩的开裂弯矩和极限抗弯承载力,并将试验结果与规范公式计算值进行对比分析;同时将H型桩试验结果与等桩宽等混凝土强度的预应力混凝土管桩抗弯试验结果进行对比,研究两者在变形延性、抗弯承载力和破坏模式等方面的差异。(2)通过对预应力钢绞线超高强混凝土 H型桩试件进行抗剪性能试验,确定H型桩的开裂剪力与极限抗剪承载力,并将试验结果与规范公式计算值进行对比分析,研究H型桩在抗剪承载力、变形延性和破坏模式等方面的特点。(3)根据混凝土试块、钢绞线和箍筋试件的材料性能试验结果,选取合适的材料本构模型,运用有限元软件对H型桩抗弯性能试验进行数值模拟研究,对比数值模拟结果与试验测得的桩身开裂弯矩、极限抗弯承载力和变形延性的差异,验证数值模拟的可靠性,并通过数值模拟分析抗弯试件的破坏模式。(4)根据合适的材料本构模型,运用有限元软件对H型桩抗剪性能试验进行数值模拟研究,对比数值模拟结果与试验测得的桩身开裂剪力、极限抗剪承载力和变形延性的差异,验证数值模拟的可靠性,并通过数值模拟分析抗剪试件的破坏模式。上述工作可为此新型H型桩的设计和工程应用提供重要依据。