实例分析预应力管桩(PHC)施工中常见问题及处理措施

由于预应力管桩造价低,施工速度快,在工业、房屋建筑、高速铁路、高速公路和民用设施工程中得到广泛运用。基础工程是隐蔽工程,同时基础工程施工是项目施工的最重要的部分之一。论文介绍了实际项目桩基施工工程中出现的各种状况,以勘察报告和桩基施工单位的施工日记作为依据,分析导致桩基出现问题的主要因素,结合项目建设代表和设计代表最终提出解决方案。

高速公路路基工程PHC预应力管桩施工技术

依托实际工程,详细阐述了PHC预应力管桩的工程特性,重点从施工准备、桩位放样、管桩存放、管桩吊装、接桩、终压等方面研究了PHC预应力管桩的施工技术要点,并强调要及时对施工质量进行检测,以保证软土地基处理效果。

界面状态对PHC管桩填芯抗拔承载性能影响试验研究

对考虑两种界面状态和3种填芯长度的PHC⁃600⁃B⁃130管桩混凝土填芯足尺试件开展轴心抗拔静载试验,获得了极限轴心抗拔荷载值、界面滑移量、分段黏结强度和平均黏结强度等试验数据。分析试验数据表明:相同填芯长度下,管桩内壁的两种界面状态对极限轴心抗拔荷载值影响并不明显;相同界面状态下,极限轴心抗拔荷载值随着填芯长度的增加呈线性增大趋势;混凝土填芯界面平均黏结强度试验值介于0.618~0.692MPa。相对试件加载远端,加载近端处的填芯混凝土界面黏结强度和滑移量均相对较大,表明加载端的填芯混凝土承担了大部分的轴拉荷载;无端板试件的PHC管桩在加载端附近出现竖向开裂,表明加载端填芯混凝土在轴拉作用下存在剪胀现象,应引起重视。

关于PHC管桩压蒸混凝土强度评定龄期确定的几点思考

简述了GB/T 13476《先张法预应力混凝土管桩》4个不同版本中,压蒸混凝土强度评定龄期的演变过程,分析了PHC管桩常压蒸汽养护和高压蒸汽养护后,其混凝土试件在标准养护条件下不同龄期抗压强度的变化趋势,提出了PHC管桩在压蒸养护时混凝土强度评定龄期1d的合理性建议。

PHC桩在厚填土地基中受力特性的试验研究

为解决松散厚层填土非均匀软弱地基上预应力高强混凝土(PHC)管桩的受力特性问题,通过现场试验获得了PHC桩的竖向承载力、水平承载力等实测值,并通过线性规划方法分析获得了土层桩侧摩阻力特征值fs和桩端阻力特征值fp实测值。经对比分析,对试验结果采用线性规划方法来确定土层参数比较可靠。由静载实测承载力结合桩侧阻力、桩端阻力与总阻力的比值,反算场地地层差数,可更精确地指导后续设计。

Origin曲面函数拟合沉桩完成面辅助PHC管桩静压施工

为解决建筑桩基工程施工工艺存在的问题,提升建筑桩基工程施工工艺和进度水平,应用Origin曲面函数对沉桩完成面进行拟合,以辅助预应力高强混凝土管桩的静压施工。新方法提高了建筑桩基工程的施工进度,取得了较好的经济效益,可供预应力高强混凝土管桩静压施工时进行参考。

UHC和PHC管桩在某高层住宅小区中的对比分析

文中以某高层住宅小区项目为例,结合项目前期勘测工程地质条件、现场实际试桩试验数据,估算了单桩极限承载力,对比了不同桩基选型方案,科学地分析了UHC超高强混凝土管桩和PHC高强混凝土管桩在特殊地质下的安全性、经济性和适用性。

高应变实测曲线拟合法在PHC桩周土阻力分布计算中的应用

基于高应变动测技术原理,在预应力混凝土管桩工程的静载试验桩中进行高应变动力检测,对采集的有效力和速度信号进行实测曲线拟合法计算,得出PHC桩周土阻力分布数据,为优化工程桩的选型与布置设计提供参考。

轴力对预应力高强混凝土管桩抗震性能的影响

目的研究轴力和往复荷载作用下预应力高强混凝土管桩的抗震性能,为预应力高强混凝土管桩的设计和实际工程应用提供参考依据。方法应用ABAQUS有限元软件对预应力高强混凝土管桩进行有限元模拟,并与已有试验结果对比,两者吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究轴压比和有无普通钢筋及普通钢筋直径对预应力高强混凝土管桩滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力的影响。结果配置普通钢筋可以提高预应力高强混凝土管桩的承载能力和延性,对刚度影响不大;随着轴压比的增加,预应力高强混凝土管桩的承载能力逐渐提高,但延性变差,轴压比为0.45时,预应力高强混凝土管桩发生脆性破坏。结论配置普通钢筋可以有效改善预应力高强混凝土管桩的抗震性能,预应力高强混凝土管桩的轴压比不宜超过0.3。

考虑剪跨比及截桩填芯影响的PHC管桩抗剪承载力试验研究

多次震后调查表明,预应力混凝土管桩在地震作用下可发生受剪破坏。针对管桩抗剪问题,基于现行管桩图集中标准PHC管桩设计制作24个管桩试件,进行多种剪跨比下的PHC管桩抗剪承载力试验。基于试验结果,经综合考虑剪跨比、箍筋分布、纵筋配筋率、混凝土有效预压应力、混凝土强度等影响因素,提出考虑剪跨比影响的PHC管桩抗剪承载力建议公式,公式计算值与试验值吻合较好,离散性较小。同时,考虑到目前工程上截桩现象十分普遍,特针对工程上截桩及截桩后填芯的情况进行试验研究,就截桩及填芯对管桩抗剪承载力的影响进行分析,并给出计算建议,为工程建设提供参考。

PHC管桩与承台连接节点试验研究与有限元分析

对4个预应力高强混凝土(PHC)管桩与承台连接节点进行了低周往复荷载试验,描述了试件的破坏过程和形态,分析了桩身混凝土、锚固钢筋以及碳纤维约束预应力混凝土管桩(CFRP)的应变,对构件的滞回曲线、承载力和位移延性等进行了研究.试验结果表明,在弯矩作用下,节点区域混凝土被压碎,节点区锚固钢筋约束减弱,形成铰接点,节点转动能力变大;在桩身混凝土中掺入钢纤维以及配置非预应力筋可以提高节点的位移延性;在进行节点设计时,应保证承台不会由于桩端转动时产生的挤压力或撬力作用过早地发生破坏.采用有限元分析软件Open Sees对节点在往复荷载作用下的受力性能进行了模拟分析,计算结果和试验结果吻合较好.

南京江北地区PHC桩竖向承载力可靠度分析

引入无量纲随机变量的极限状态方程,利用收集到的南京江北地区预应力管桩的试桩资料,采用"校准法"计算了现行地基规范关于桩基设计的总体可靠度水准和可靠指标,分析了总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式对可靠指标的影响,并计算了相应的抗力分项系数。研究结果表明,可靠指标与总安全系数、荷载效应比和荷载组合形式有关,而且总安全系数对可靠指标的影响较大。荷载组合形式只对抗力分项系数产生较小的影响。

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

PHC管桩抗弯承载力研究

针对支护用预应力混凝土管桩抗弯承载力低的特点,文章通过足尺模型试验对管桩的抗弯性能进行研究,并运用有限元软件ANSYS建立管桩模型,对试验进行数值模拟。结果表明,试验管桩的抗弯性能明显优于规范值,管桩达到极限状态时没有明显的塑性变形。有限元分析结果显示,采用理想线弹性的本构关系,以预应力钢筋屈服作为管桩达到极限状态的标志,可以得到较为准确的结果。

高路堤下PHC桩加固软土地基的承载及变形特性

软土广泛分布的山区地质地貌条件复杂,高填方路堤的不均匀沉降和稳定性问题受到广泛关注。针对实际工程中高强预应力混凝土(PHC)管桩的超高填方路堤现场实测研究鲜有报道,为探究PHC管桩软基加固支承高填方路堤的工作性状,对广东某高速公路软基高填方段(30 m)选取一典型断面的3个主要监测点进行现场原位监测,重点研究桩-土荷载、沉降、超孔隙水压力及水平变形等行为。结果表明,填土完成后桩顶沉降基本趋于稳定,桩间土沉降则表现出一定程度的'滞后性',且以该断面填土期约1/4的沉降速率增长并逐渐趋于稳定;最大水平位移分布与分级填筑高陡边坡的平台宽度有关,且并非总是出现在坡脚附近;在最大水平位移区域可能发生'桩土绕流',甚至可能发生管桩的弯曲破坏或整体倾覆。研究成果可为软基高路堤设计提供有益的参考。

PHC管桩水平承载力试验研究

在统计福州地区56根预应力高强混凝土(PHC)管桩单桩水平静载荷试验资料基础上,结合《建筑桩基技术规范》规范推荐的m法计算,讨论了福州地区PHC管桩的水平承载力取值问题。对不同桩型的单桩水平静载试验进行m值反算,与规范推荐的m值相比较,探讨了福州地区不同桩周土层的m值取值范围。用规范推荐的两种力学模型分别计算了某试桩的弯矩曲线,与ABAQUS有限元软件模拟得到的弯矩曲线对比,验证了规范推荐的两种模型的适用性。结果表明,本地区采用m法确定PHC管桩的单桩水平承载力是适用的;上覆填土层的物理力学性状对淤泥层中PHC管桩水平承载力影响较大,宜采取规范附录中的"桩端支撑在非岩石类土中或基岩面"的模型计算本地区PHC管桩的水平承载力。

珊瑚礁地层中PHC桩原位静载试验研究

珊瑚地层是钙质砂和礁灰岩的统称。在珊瑚地层中开展预应力高强度混凝土管桩(PHC桩)的原位堆载测试,分析了桩-珊瑚地质的相互作用规律。采用光纤光栅传感技术采集加载过程中的试桩桩身应变,由计算获取桩身轴力,分析加载过程中珊瑚地层中PHC桩基础的承载特性。试验结果表明,(1)桩-土响应处于线弹性阶段;(2)桩的承载发挥状态与入土深度显著相关,且入土深度超过15倍桩径时桩端阻力发挥峰值;(3)桩的安装方式几乎不影响其在珊瑚地层中的承载性能,但贯入能量的大小则显著影响;(4)入土深度和贯入能量的大小,影响珊瑚地质的破碎程度,颗粒破碎显著影响珊瑚地质中桩的承载发挥特性。通过原位测试可知在珊瑚地质中在贯入深度在15倍桩径以内,入土深度与桩端阻力正相关,与桩侧摩阻力反相关。

公路工程不同软基处治技术碳排放分析及降碳对策研究

为研究不同软基处治技术的碳排放水平,基于生命周期理论开展就地固化、预应力管桩、泡沫混凝土技术建设期碳排放核算研究,对碳排放贡献突出因素进行分析。研究结果表明,就地固化技术碳排放强度最小,为0.05 t·m^(-3),泡沫混凝土次之,为0.30 t·m^(-3),预应力管桩最大,为1.61 t·m^(-3)。对三种软基处治技术碳排放影响最大的因素均是材料生产碳排,占93%以上。同时,从固废利用、智能管理、能源升级、生命周期降碳角度提出软基施工降碳建议。研究结果可为中国软土地区公路建设低碳技术选用及低碳建设管理提供支撑。

基于ABAQUS的承压状态下PHC管桩变参数分析

为研究轴压力作用下预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,本文采用非线性有限元软件ABAQUS对PHC管桩进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验结果吻合较好,表明该有限元模型参数可靠.在此基础上,利用该有限元模型参数对PHC管桩进行了变参数分析,分析了轴压比、非预应力筋、剪跨比和箍筋间距对PHC管桩的影响.研究结果表明:轴压比、非预应力筋和剪跨比是影响PHC管桩受力性能的主要因素,然而改变箍筋间距对PHC管桩的受力性能影响较小.

PHC管桩抗震性能及其改善措施的试验研究

对PHC管桩进行低周往复荷载作用下的抗震性能试验发现,PHC管桩会发生变形且延性不足。为改善其抗震性能,特对PHC管桩在模拟地震力作用下的受力状态、破坏机理进行了分析,并实施了二项改善措施。结果表明,影响PHC管桩在地震力作用下受弯状态抗震性能的主要因素为受力纵筋的变形能力,配置一定量的非预应力筋可明显改善PHC管桩的变形、延性、刚度退化等抗震性能,使高强混凝土的高承载性能得以充分利用。