西安地区PHC管桩上浮问题初探及预防

在西安地区,随着预应力高强混凝土管桩（PHC）在工程中的广泛应用,施工中出现的质量问题也逐渐增多。个别工程项目甚至出现了在南方饱和软土地区常见的因桩身上浮导致单桩承载力大幅降低的工程病害。结合西安地区东郊某静压管桩（PHC）工程的特点,分析并阐述了挤土效应和桩身卸压回弹造成饱和黄土场地静压PHC管桩出现场地隆起、桩身上浮形成“吊脚桩”的原因和机理,并据此提出了针对饱和黄土场地管桩施工所应注意的关键环节和预防措施。     

软基路堤拓宽静压PHC管桩挤土效应现场试验

PHC（prestressed high-strength concrete）管桩近年来被广泛应用。PHC管桩为挤土沉桩模式,沉桩过程引起的挤土效应对周围环境产生不利影响并对其可打性和承载特性有重要影响。结合广－清（广州至清远）高速公路扩建工程,通过现场监测超静孔隙水压力和土体水平位移,进行PHC管桩挤土效应研究。水平位移利用固定式测斜仪测量,孔隙水压力使用振弦式孔压计测量,并使用自动系统进行数据采集。研究发现,沉桩过程中引起的超静孔隙水压力变化随深度增加近似呈线性增长,水平方向随距离的增加而减小;挤土效应产生的土体水平位移随距离的增大而减小,随深度增加而减小;挤土效应滞后现象明显,可导致成桩后的桩体倾斜;拓宽地基场地上管桩施工对老路地基影响小,场地条件对沉桩挤土效应影响大,老路路堤对垂直于路基方向的水平位移有约束作用。     

PHC管桩挤土效应试验研究

PHC管桩通常为挤土沉桩模式,因而沉桩过程中的挤土效应研究对设计、施工具有重要意义。通过对PHC管桩打桩前后原位地基土变化情况的测试、打桩的监测以及孔隙水压力增长与消散的监测等试验研究,分析了PHC管桩沉桩挤土效应,为工程设计及施工提供可借鉴的依据。     

基于轴对称模型的管桩竖向振动研究

在管桩沉桩过程中产生的闭塞效应以及桩芯土的存在,使得管桩的力学特性与实心桩存在着差异,因此需要考察桩周土和桩芯土力学性质的差异对管桩振动的影响。将桩周土、桩芯土和管桩视为一个整体,利用轴对称模型和桩-土接触面的连续性条件得到了管桩的竖向振动解,为了比较,也给出了管桩竖向振动的欧拉模型解。借助数值算例,对比分析了管桩竖向振动采用轴对称模型和欧拉模型得到的桩顶复刚度,并分析了桩周土、桩芯土和桩体本身物理参数对管桩竖向振动的影响。研究结果表明,轴对称模型得到的桩顶复刚度较欧拉模型的结果小,两种模型得到的结果存在一定的差异;桩周土剪切模量比桩芯土剪切模量大时,桩基动刚度和动阻尼则较小;桩顶的复刚度随管桩壁厚的减小而减小,因此,管桩管壁不宜过薄。在进行管桩设计时,需要考虑土体性质对桩基振动特性的影响,合理选择管桩内、外半径和桩长。     

溧阳市某施工场地桩基础施工方案评价及工艺控制要点分析

针对溧阳市某高层建筑施工场地稳定性和适宜性进行评价,依据区域地质资料及勘察成果,发现拟建场地不存在影响场地稳定性的岩溶、滑坡、地震液化、潜蚀等不良地质作用,场地稳定性好,适宜进行工程的建设。由于高层住宅荷载较大,天然地基不满足承载力要求,应采用桩基础进行地基处理。在地基处理过程中,桩基应采用预应力混凝土管桩和钻孔灌注桩,施工过程中要注意预制桩和钻孔灌注桩施工工艺控制要点,减少沉桩造成的挤土效应对周边环境造成的影响,并有效预防灌注桩施工中泥浆对环境造成的影响。     

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管桩和预制方桩受力性状试验对比分析

通过在同一场地的预应力高强混凝土管桩（PHC桩）和预制方桩中埋设钢筋应力计的静载对比试验,比较了两类桩的荷载-沉降曲线、桩身轴力分布情况、桩侧摩阻力和桩端摩阻力发挥性状的异同,研究了PHC管桩的荷载传递机制,发现其侧阻和端阻的发挥规律与预制方桩相同,但在PHC管桩和方桩侧表面积相近的条件下,在最大试验荷载作用时,两者的侧阻和端阻发挥程度不同,PHC管桩平均单位侧阻比预制方桩低8.1 %,而端阻比方桩高24 %以上。     

软土地基中PHC管桩水平受荷性状的试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状是一个复杂的桩土相互作用过程。针对软土地集中预应力管桩受水平荷载的问题,结合工程实例,通过水平静载试验,实测得到了水平荷载作用下PHC（超长预应力）桩与土共同作用时的工作性状,分析了PHC桩受水平力作用时的内力、变形和临界承载力以及地基土的水平抗力比例系数。试验结果可为今后同类地区水平受荷桩的设计与研究提供参考。     

路堤挡墙与预应力管桩连接方法现场试验研究

采用预应力管桩（PHC）作为路基挡土墙基础,可发挥PHC桩质量保证率高、抗压性能好的优势,挡土墙承担水平荷载的要求也给PHC桩基础与基底的连接模式提出了问题。依托广东广清高速公路扩建工程进行现场试验,研究PHC桩基础分别采用有盖板的垫层式和无盖板的嵌入式承连挡土墙基底模式的作用机制。研究表明：垫层式与嵌入式连接的PHC基础桩间土均承担主要荷载,嵌入式连接外桩与桩间土应力比更大,是垫层式两倍左右,嵌入式内、外桩承载力发挥率差别更加明显;垫层式连接基础不能阻止墙体发生偏转,嵌入式连接通过桩体的约束作用控制墙体保持位置状态稳定;垫层式与嵌入式连接的挡墙受力主要表现为底板底面沿路基方向承受拉应力,在垂直路基方向底板底面未出现零压力区;两种连接模式墙体水平位移差别不大,桩间土是承担水平荷载的主体。     

管桩挤土效应的现场试验和数值模拟

以PHC管桩加固某物流加工二期标准仓库、厂房项目为依托,进行了吹填土地区PHC管桩的挤土效应研究。利用预先埋设的孔压计和测斜计,借助沉桩过程的现场测试手段,研究了PHC管桩在沉桩过程中桩周孔压变化和土体位移分布特征,发现沉桩过程中超孔隙水压力随距桩心距离的增加而近似呈线性规律衰减,影响范围约为10倍桩径,土体水平位移不仅与地基土性质有关,而且其分布特征也与深度有很大关系,表现为0.2～0.4倍桩长处土体水平位移较大。采用数值模拟有效地模拟了现场测试结果,进而将结果推广,得到了沉桩引起的桩周土体位移随深度和距桩心距离的变化规律。数值模拟结果表明：桩-土界面摩擦特性和桩径对土体位移场的影响较大。     

桩端加环对PHC桩影响的试验研究

PHC桩在动力打桩过程中,往往会因为锤击数或锤击能量过高而发生桩头或桩身损坏,引起的挤土效应和振动效应也会对周围环境造成不良影响.PHC桩桩端加环可减少沉桩过程中桩侧土体摩阻力的影响,结合某电厂工程综合试桩工作,通过对沉桩总锤击数、最终贯入度、土塞高度、打桩振动测试及高应变检测结果的分析,指出桩端加环对保证PHC桩的完...     

PHC管桩荷载传递的试验研究和数值分析

通过在预应力高强混凝土管桩(PHC桩)的桩顶、桩端及桩周各主要土层的分界面埋设应变计的静荷载试验，研究了PHC管桩的荷载传递机理，分析了轴力和桩侧摩阻力的变化规律。并以工程中PHC管桩的竖向抗压静载试验为基础，运用有限单元法对软土地区的PHC管桩桩-土相互作用进行模拟，在分析中采用弹塑性模型，引入了非线性接触面单元，并且考虑了土体的材料非线性。分析结果表明，计算值和实测值有一定的差别，但是变化趋势基本一致。     

PHC与CFG复合桩在郑州航空港区的应用

论述了PHC管桩和CFG桩的特点及适用条件。根据郑州航空港经济综合实验区护航中心工程建设场地的工程地质条件,分析了单一采用PHC管桩、CFG桩复合地基及钻孔灌注桩所存在的问题。根据地质条件和建筑物荷载情况,论述了选择PHC管桩与CFG桩复合应用的可行性、合理性。介绍了PHC与CFG复合桩在护航中心工程的施工技术及优化,分析了应用效果和遇到的问题,提出了解决问题的思路,创造了良好的效益。     

饱和粘性土地基振击锤击碎石桩加固处理效果的应用对比

本文针对饱和粘性土地基,分别采用振击、锤击两种技术方法、工艺对其进行加固处理。结果表明:在相同布桩方案和用料条件下,振动(φ550)沉管桩较锤击(φ377)沉管桩加固效果更好。同原天然地基土相比,二者处理后的复合地基承载力和变形模量提高幅度分别为94.0%5、2.9%和65.0%、21.5%。主要因为前者有利于地基土颗粒之间的剪切与重组及其土的三维结构改变,有利于桩间土排水固结和挤密作用的发挥,且置换因素亦有较大作用;而后者不利于地基土颗粒之间的剪切与重组及其土的三维结构改变,虽然成桩密度较大,但该致密桩体却不利于超孔隙水压力的消散与桩间土排水固结作用的发挥,且由于所成桩径较小,桩体置换作用和径向挤密作用相对均较弱。     

大唐国际东营一期49.5 MW风电场工程桩基施工及其原体试验

大唐国际东营风电一期工程拟建风电场场区位于东营市东部沿海区域,拟建场地上覆第四系地层,结构松散,厚度较大,工程性质较差,地基强度较低,不能满足重要建（构）筑物对其强度及变形的要求,且场地内的饱和粉土及砂土在地震影响烈度达Ⅶ度时将可能产生液化现象,因此需进行地基处理。根据现场岩土条件,拟采用预应力高强混凝土管桩（PHC）,需进行桩基原体试验。主要介绍了桩基原体试验施工过程、检测方法及试验成果等。     

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。     

基于物联网技术的PHC管桩加固湿软黄土地基自动化监测现场试验

预应力高强度混凝土(Pre-stressed High-strength Concrete:PHC)管桩作为一种常用的处理湿软黄土地基方法,质量稳定可靠。但是,在传统PHC管桩施工过程中,对管桩贯入位移的记录存在频率不足、效率不高等问题,未能满足预期的地基处理施工监测效果。鉴于此,基于物联网的基本框架和技术,依托甘肃安临高速PHC管桩处理湿软黄土地基工程,设计了一套PHC管桩施工质量自动化监测系统,采用自行研发的监测装置与系统,针对管桩在施工过程中的贯入位移质量控制指标进行了现场监测试验。结果表明：该监测系统可实时输出管桩贯入土层过程中贯入位移随锤击次数的响应情况,并将管桩贯入持力层的信息及时反馈于现场施工作业区。同时借助地质雷达与低应变检测技术验证了该监测系统的可靠性。该研究成果可为PHC管桩在施工过程中实现贯入信息采集的智能化提供一定的技术支撑。     

光纤光栅传感技术在PHC管桩中不同埋设工艺试验研究

通过在同一现场针对光纤光栅传感技术在预应力高强混凝土管桩（PHC桩）测试中的应用,采用桩身表面开槽和桩身内植入的两种不同埋设工艺,进行了PHC管桩的贯入对比试验,比较了两种埋设工艺的桩身应力分布情况、桩端阻力的异同,试验研究发现:两种埋设工艺桩身轴力都随贯入深度增加而减小,桩身轴力传递速度相近,都具有相近的斜率,采用桩身内植入埋设工艺小于采用桩身表面开槽埋设工艺桩端阻力测试数据,但两者的相差幅度较小。PHC管桩桩身植入的埋设工艺光纤光栅传感器存活率较高,数据可靠,可以应用在PHC管桩的应力测试中。     

软土地基中咬合桩桩身下沉问题的探讨

软土地基中咬合桩套管内灌注混凝土极容易造成桩体下沉,不但影响钢笼标高,也造成混凝土超方,影响工程质量和经济效益。结合具体的工程实例,对软土地基中咬合桩桩身下沉问题进行了探讨。咬合桩桩身下沉主要由桩端虚土压缩、桩端土压缩沉降和桩身砼凝固沉降组成。在施工前可根据经验系数K1值先预估桩身下沉的理论量,然后在施工中预留相同量土柱高度和相应的混凝土加灌高度,以保证在施工完成后桩身能够满足设计要求。     

浙江某高层预应力管桩偏位和上浮处理实例分析

结合工程实例分析了预应力管桩产生偏位的原因,介绍了偏位预应力管桩的处理方法。首先测量每根管桩的桩顶偏位和上浮情况,然后对所有管桩进行低应变动测,确定桩身损伤情况及缺陷部位,最后根据管桩偏位和损伤情况采取有针对性的处理措施。工程中对上浮桩采用复打复压处理;对严重偏位且断裂桩进行补预应力管桩处理;对偏位超过规范值但桩身质量完好的桩进行纠偏扶正处理;对偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正,并在管桩内芯放钢筋笼灌芯加固处理;对群桩大面积偏位损伤部分由于处理后承载力达不到设计要求需要采用补桩处理。建筑物经上述处理后的实测最大沉降仅为 9 mm,且沉降较为均匀。