为研究弹卡式连接预应力混凝土方桩在滨海环境下长期工作的耐久性能,对弹卡式连接与传统焊接式连接方桩接头试件进行了通电加速锈蚀试验,并对劣化后两种方桩接头试件进行了抗弯性能试验。结果表明:劣化后的弹卡式连接方桩接头试件整体连接性能保持完好,其开裂弯矩和极限弯矩试验值与桩身理论计算值较接近,试件受弯破坏形式为接头底部被拉开,弹卡连接件中插杆从小套筒中拔出而破坏;劣化后的焊接式连接方桩接头试件焊缝连接处锈蚀严重,其开裂弯矩和极限弯矩试验值相较桩身理论计算值下降幅度较大,试件受弯破坏形式为接头底部连接焊缝直接拉开,跨中接头底部两侧端板完全脱离。

为进一步推广先张法预应力离心混凝土钢绞线桩(PSC桩)在高烈度抗震区的应用,在PSC桩中加入与钢绞线相同数量的螺纹钢筋,研发了先张法预应力离心混凝土复合配筋钢绞线桩(PSRC桩),并对3种规格共12根管桩试件进行了足尺抗弯及抗剪性能试验,对比分析了PSC桩和PSRC桩在抗裂性能、抗弯(剪)承载力、变形能力及裂缝分布等方面的异同。试验结果表明:非预应力钢筋的配置对管桩抗裂性能影响不大,但可以提高管桩的抗弯和抗剪性能;PSRC桩的开裂弯矩和开裂剪力与PSC桩相近,但极限弯矩和极限剪力则分别提高了约55%和20%;与PSC桩相比,PSRC桩破坏时桩身裂缝数量较多,分布范围较广,但最大裂缝宽度较小。

结合足尺抗弯性能试验,对比研究了高低预应力混凝土实心方桩在抗裂性能、抗弯承载力、变形能力、破坏形式等方面的差异。结果表明:减小张拉控制应力可以降低预应力混凝土实心方桩的抗裂性能,提高变形能力,而桩身极限抗弯承载力基本保持不变;低预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒被拉断,高预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒被拉断或受压区混凝土被压碎。