增強型預應力管樁單樁抗拔承載機理的研究.pdf

1、增強型預應力管樁是由浙江天海管樁有限公司于2005年在預應力異形管樁的基礎上研發(fā)出的一種新樁型，其樁身外壁增設了縱向及環(huán)向凸肋，節(jié)省了樁身材料的用量，提高了樁體的剛度、樁側(cè)摩阻力和環(huán)肋阻力，豎向抗壓及抗拔承載力也相應得到了顯著的增強，故簡稱增強型管樁。該樁型采用卡扣式機械快速接樁技術(shù)，并用專用材料進行密封，取代了傳統(tǒng)的焊接接樁。與傳統(tǒng)的預應力管樁相比，具有連接可靠、施工便捷、強度高及綜合費用低等優(yōu)點。目前，該樁型已在全國范圍內(nèi)得到推廣應

2、用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　 增強型預應力抗拔管樁是一種非常復雜的力學體系，它也不同于傳統(tǒng)預應力管樁和擠擴支盤樁等。到目前為止，它在抗拔樁的設計和施工中還處于探索階段，缺乏深入的理論研究和設計依據(jù)，這些都是繼續(xù)研究和推廣應用該項技術(shù)亟待解決的問題。本文基于增強型管樁和傳統(tǒng)預應力管樁的現(xiàn)場抗拔靜載試驗，通過理論分析、數(shù)值計算等手段，對增強型管樁的受力性狀進行了深入分析，研究的主要內(nèi)容有：
　　 (1)通過對同

3、場地外徑相同的四根傳統(tǒng)預應力薄壁管樁和增強型預應力薄壁管樁的現(xiàn)場靜載試驗進行對比分析得出：增強型管樁的曲線比較平緩，極限承載力比傳統(tǒng)管樁高達56[％]以上，表現(xiàn)的更有抗拔后勁。
　　 (2)建立了傳統(tǒng)管樁與增強型管樁的荷載傳遞模型，并對相關參數(shù)的選取與計算進行了綜合探討。采用VC++語言編制了位移協(xié)調(diào)法計算兩種樁型的曲線及軸力的程序，計算得到的曲線與工程試驗結(jié)果進行對比，二者非常吻合，表明該方法合理可行，在實際工程中可用來推算增

4、強型管樁的極限承載力，達到替代或部分替代現(xiàn)場試驗的目的。
　　 (3)基于現(xiàn)場試驗結(jié)果，采用有限元軟件MIDAS/GTS進行模擬分析，結(jié)果表明增強型管樁較傳統(tǒng)管樁對樁周土體的影響更明顯，在環(huán)肋部位呈圓筒狀的剪切面。樁周土的水平位移沿徑向與軸向逐漸減小，沿軸向呈“杯狀”。其樁身軸力分布也明顯不同于傳統(tǒng)管樁，在環(huán)肋部位軸力圖發(fā)生明顯突變，呈臺階狀遞減，表明環(huán)肋阻力發(fā)揮了作用。
　　 (4)采用荷載傳遞法構(gòu)建了均質(zhì)砂土中標準樁

5、長的傳統(tǒng)預應力薄壁管樁和增強型預應力薄壁管樁的計算模型，并進行三維有限元模擬，結(jié)果表明兩種樁型在上拔荷載作用下的影響范圍均呈“倒喇叭形”，但增強型管樁的影響范圍更明顯。且每級荷載下增強型管樁的樁頂位移及樁周土的位移均明顯小于傳統(tǒng)管樁。其環(huán)肋部位軸力的變化值從上到下逐漸減小，表明環(huán)肋產(chǎn)生的附加應力沿樁身逐漸減小，具有明顯的時間效應。
　　 (5)改變環(huán)肋間距、縱肋數(shù)目兩種因素下進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明：增強型管樁的承載力與樁周土的影