帶翼板預應力管樁承載性能的研究.pdf

1、帶翼板預應力混凝土管樁是一種新樁型，它與普通預應力混凝土管樁的區(qū)別在于樁端有擴大頭和樁側帶翼板，且在以打入法沉樁時因存在擴大頭和翼板在樁與土之間形成的空隙由砂充填。帶翼板預應力混凝土管樁適用于具有深厚軟土層的地層條件，可以大幅提高單樁承載力，經濟效益明顯。為了能夠合理、安全和經濟的應用帶翼板預應力混凝土管樁，本文結合溫州具體的場地情況對該樁型的承載力機理、承載力提高幅度及模擬分析方法進行了深入系統(tǒng)的研究。本文采用試驗與理論分析相結合的方

2、法，具體做了如下工作： 1.帶翼板預應力混凝土管樁生產和施工工藝研究：研究了帶翼板預應力混凝土管樁的鋼擴大頭和鋼翼板的制作及填砂施工工藝，并提出了該樁型的施工程序；同時，為進一步降低工程造價，研制了帶混凝土翼板預應力管樁的模具，并成功生產出首批帶混凝土翼板的預應力管樁。 2.現(xiàn)場試驗研究：在兩個具有代表性場地做了帶翼板預應力混凝土管樁和普通預應力混凝土管樁的靜荷載對比試驗，得到現(xiàn)場壓樁資料；并首次在預應力混凝土管樁樁身埋

3、設鋼筋應力計，得到帶翼板預應力混凝土管樁受荷時的樁身軸向力、樁側摩阻力及樁身位移等資料，進一步了解該樁的受力機理。 3.模擬研究分析：采用有限元法建立了普通預應力混凝土管樁和帶翼板預應力混凝土管樁性能的模擬分析方法；采用所建立的模擬分析方法對現(xiàn)場壓樁實例進行對比分析，對帶翼板預應力混凝土管樁的受力機理和承載性能的影響因素進行了研究，并提出了該種樁型的承載力估算公式。 通過以上工作，本文在以下方面取得了一些有意義的成果：

4、 1.通過現(xiàn)場載荷試驗資料及所進行的理論分析結果表明，帶翼板預應力混凝土管樁具有提高承載能力、節(jié)省工程造價和施工較簡易等特點，適用于在有深厚軟土的地區(qū)推廣使用。 2.通過試驗表明，帶翼板預應力混凝土管樁的翼板可以由鋼板組合而成，但是耗費鋼材量較大，且施工較為麻煩。擴大頭可以由鋼板或者混凝土制作。 3.開發(fā)出帶混凝土翼板的預應力管樁的生產工藝，并成功生產出首批帶混凝土翼板的預應力管樁，進一步降低了工程造價，但在管樁運

5、輸和吊裝應特別注意混凝土翼板免受損壞。 4.試驗表明，填砂是帶翼板預應力管樁承載力提高的一個重要因素，填砂要均勻、連續(xù)和有節(jié)奏，要盡量采用粗、干砂。 5.試驗表明，在溫州地區(qū)典型層條件下，通常尺寸的帶翼板預應力管樁承載力是普通預應力管樁承載力的1.5～1.6倍，因此，可以據(jù)此預估帶翼板預應力管樁的承載力極限值，該值近似等于以擴大頭面積計算樁端阻力、以翼板直徑計算側面積而得到的承載力極限值。該建議值是根據(jù)溫州地區(qū)靜荷載試驗

6、得出的，因此該建議值適用于溫州地區(qū)，其他地區(qū)僅供參考。一般地區(qū)承載力極限值需要在實際場地上，進行一定數(shù)量的靜荷載試驗確定。 6.本文提出了一個研究帶翼板預應力管樁豎向承載力的模擬分析方法。該方法可以模擬帶翼板預應力管樁工作機制，實例分析表明，采用該分析方法擬合效果較好。 7.本文指出，在分析帶翼板預應力管樁豎向承載力時必須在填砂層與其土體之間設置接觸面，并可用Goodman模型來模擬。初步研究表明，參數(shù)仍可近似采用混凝土

7、-粘土層界面參數(shù)。這是因為在樁土破壞實際上發(fā)生在靠近接觸面土體一側，主要由土的力學性能決定的。 8.本文提出的設置接觸面的第二和第三種模擬體系可以很好地模擬帶翼板預應力管樁的性能?；谶@兩種模擬體系和試驗結果，進一步建立了帶翼板預應力管樁的承載力設計值簡化計算方法。 9.本文分析了翼板間距對承載力的影響，分析結果表明，隨翼板間距的減小翼板對其間砂的約束作用逐漸增強，當翼板間距小于2.5m時，可近似認為填砂與樁呈整體工作狀