PHC管樁接樁處和樁底后注漿極限承載力試驗(yàn)研究.pdf

1、PHC管樁(pre-stressed high-strength concrete pipe pile)即高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，它是這些年來(lái)在國(guó)內(nèi)開(kāi)始推廣的一種新的樁型。對(duì)比其他地基處理方式，PHC管樁承載力高、節(jié)約成本和工期、節(jié)能環(huán)保等等優(yōu)越性明顯，所以廣泛應(yīng)用于安徽合肥市各大工程中。在一些項(xiàng)目中，偶爾會(huì)通過(guò)后注漿的方法來(lái)進(jìn)行樁身補(bǔ)強(qiáng)以及提高其單樁承載力，但是對(duì)PHC管樁的樁底和接樁處注漿后的極限承載力及樁土的應(yīng)力應(yīng)變之間變化規(guī)律研究

2、很少，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的尚未出臺(tái)而制約了該創(chuàng)新工藝的推廣。作者在之前學(xué)者樁底注漿試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工程試驗(yàn)和FLAC3D軟件模擬分析研究了PHC管樁經(jīng)樁底和接樁處后注漿的極限承載力及樁土的應(yīng)力應(yīng)變之間變化規(guī)律。文章重點(diǎn)有如下幾個(gè)方面工作:
　　首先，作者介紹了PHC管樁自身的特點(diǎn)（優(yōu)缺點(diǎn)及局限性等），并且結(jié)合PHC管樁在國(guó)內(nèi)發(fā)展的狀況、注漿技術(shù)應(yīng)用于PHC管樁工程的研究情況。綜上，作者列出了五個(gè)方面主要的工作和本文的技

3、術(shù)路線。然后，結(jié)合前人做的樁底注漿試驗(yàn)，作者通過(guò)安徽省合肥市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)A、B兩相鄰的項(xiàng)目，其中A項(xiàng)目PHC管樁未進(jìn)行注漿處理，而B(niǎo)項(xiàng)目在建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位支持下選取3根PHC管樁采用創(chuàng)新注漿工藝在樁身接樁處和樁底進(jìn)行注漿（以下簡(jiǎn)稱注漿PHC管樁），然后通過(guò)靜載荷試驗(yàn)和低應(yīng)變?cè)囼?yàn)，分析得出兩項(xiàng)目試驗(yàn)樁的荷載-沉降曲線，同時(shí)，通過(guò)有限差分軟件FLAC3D模擬分析PHC管樁樁底和接樁處注漿后樁土的應(yīng)力應(yīng)變之間變化規(guī)律，最終得出以下成

4、果:
　　1、PHC管樁的接樁工藝通常采用焊接方法，由于注漿施工工藝所限而接樁處的注漿工藝研究甚少，本文通過(guò)改良的“子彈頭”注漿管分段注漿創(chuàng)新工藝在PHC管樁的接樁處成功注漿?！白訌楊^”注漿管分段注漿施工工藝可有效的解決PHC管樁身接樁處的易銹蝕等工程質(zhì)量通病。
　　2、注漿PHC管樁-B工程試驗(yàn)樁（樁身接樁處和樁底后注漿PHC管樁）的樁身軸力變化情況類似于未注漿的A工程PHC管樁，它們的軸力都是隨著深度向下慢慢減弱，上面部

5、分的軸力大于下面部分的。B工程經(jīng)樁身接樁處和樁底后注漿的PHC管樁軸力衰減速度的斜率大于A工程未注漿PHC管樁軸力的衰減速度的斜率。
　　3、對(duì)比分析A、B兩項(xiàng)目PHC管樁Q-S曲線均為緩變型，從小應(yīng)變?cè)囼?yàn)分析可知，當(dāng)沉降大于40mm時(shí)，樁體均未達(dá)到極限狀態(tài)，說(shuō)明樁本身仍然具有一定的承載能力，所以樁端的最終失穩(wěn)是由于樁端土的破壞導(dǎo)致的，所以可知通過(guò)接樁處和樁底注漿對(duì)樁基的承載力提高是可行的。
　　4、地質(zhì)情況相近，樁基選型一

6、致的情況下，通過(guò)對(duì)比，未注漿PHC管樁與注漿PHC管樁的Q-S關(guān)系對(duì)比曲線表明通過(guò)樁身接樁處和樁底注漿后樁基的極限承載力明顯提高，沒(méi)有注漿的A項(xiàng)目3根PHC管樁的極限承載力平均值為4266.7kN，而經(jīng)接樁處和樁底后注漿的B項(xiàng)目PHC管樁極限承載力平均值為5533.3kN。經(jīng)接樁處和樁底注漿后PHC管樁極限承載力約提高了25.0％。
　　5、通過(guò)A、B兩項(xiàng)目PHC管樁靜載荷實(shí)驗(yàn)得出極限承載力對(duì)比《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-

7、2014)中的經(jīng)驗(yàn)公式，提出類似地質(zhì)條件下極限承載力公式的修正系數(shù):
　　(1)未注漿PHC管樁（修正系數(shù)α1）:Qu=2Quk=2α1[u∑qik1i+qpk（Aj+λpAp1）]α1=0.95～1.14
　　(2)經(jīng)樁身接樁處和樁底后注漿PHC管樁（修正系數(shù)α2）:Qu=2Quk=2α2[u∑qsikli+qpk(Aj+λpAp1)]α2=1.29～1.38
　　6、根據(jù)試驗(yàn)中各種材料參數(shù)建立的有限元模型分析顯示，

8、當(dāng)樁頂壓力分別為1000kN、2000kN、3000kN、4000kN時(shí)，在樁身接樁處經(jīng)過(guò)注漿的PHC管樁接樁處軸力分別比未注漿的PHC管樁高9％、12.1％、14.6％、16.0％，軸力提高系數(shù)隨樁頂壓力增大而增大，近似成線性關(guān)系。利用origin8.5大型數(shù)值分析軟件進(jìn)行擬合，擬合方程為y=1.0705+2.35*10-5x(1000kN≤x≤4000kN), R2=0.9611。
　　7、相同荷載時(shí)，靜載荷試驗(yàn)結(jié)果與FLAC

9、3D軟件模擬計(jì)算的沉降量和樁身應(yīng)力都基本一致。試驗(yàn)中未注漿PHC管樁在極限荷載作用下，沉降量為42.64mm，而FLAC3D模擬計(jì)算的沉降量為47.45mm;試驗(yàn)中經(jīng)注漿PHC管樁在極限荷載作用下，沉降量為40.87mm，而FLAC3D模擬計(jì)算的沉降量為41.24mm。從Q～S關(guān)系曲線中我們可以看出實(shí)測(cè)值與模型計(jì)算的結(jié)果吻合的很好;另外A、B兩項(xiàng)目試驗(yàn)PHC管樁經(jīng)模型測(cè)出的樁身應(yīng)力計(jì)算得出的軸力吻合也較好，表明FLAC3D軟件對(duì)PHC管