叠合混凝土加固承台的试验研究

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承台作为连接上部结构与下部桩的重要构件,起到承上启下的作用,必须具有足够的强度和刚度。在工程中,承台可能因混凝土强度低、配筋少或者上部结构荷载增加而导致承载力不足,而工程又不具备混凝土置换等加固方法的实施条件,针对这一问题,本文提出采用叠合混凝土进行加固承台的方法,即在承台上后浇钢筋混凝土叠合层,并处理后浇混凝土叠合层与承台上墙柱的抗剪连接,确保墙柱有效传递竖向荷载至后浇混凝土叠合层,以加高承台,减小剪跨比(冲跨比),提高承台承载力。为了验证该方法的有效性,采用1:2缩尺模型对低强度等级混凝土承台进行了叠合钢筋混凝土加高加固,并进行了承载力试验。试验结果表明,加固后试件的极限承载力显著提高,远大于加固前承台的抗剪(抗冲切)承载力标准值。加固后承台极限承载力显著提高的原因是后浇混凝土叠合层加高了承台,减小了剪跨比(冲跨比),提高了抗剪切(抗冲切)承载力,减小了承台因剪切(冲切)产生的应力,进而改变了破坏模式,桩顶承台混凝土的局压破坏先于其他破坏模式出现,承台承载力由低强度混凝土的局压承载力控制。采用ABAQUS软件对影响承台加固后承载力的相关参数进行有限元分析,新旧混凝土交界面的摩擦系数采用0.3时,加固后承台数值分析的承载力与试验结果吻合度较高。通过改变叠合混凝土的强度、配筋率、厚度,研究其对加固后承台承载力的影响。结果表明,增加叠合混凝土层的高度、提高叠合混凝土的强度及配筋率可以有效提高承台承载力。既有承台混凝土强度等级在C10、C12、C15时,叠合混凝土厚度分别达到既有承台高度的1/2、3/5、4/5,且叠合混凝土强度不低于C30、配筋率不低于0.275%时,即可改变加固后承台的破坏形态,将剪切破坏转变为桩顶承台的局压破坏,进而提高试件的承载力。既有承台混凝土强度高于C20时,不建议采用叠合混凝土来提高其抗剪(抗冲)承载力。当需要在局压承载力控制的基础上进一步提高承台承载力时,可在既有承台下靠近墙柱增设带压封桩的锚杆静压桩,可对既有桩进行卸载,降低锚杆静压桩的内力滞后,使荷载传递更直接,结合叠合混凝土加固,可进一步提高承台承载力。
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