预应力管桩抗拔承载性状研究和应用分析

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预应力混凝土管桩具有抗裂性好、施工速度快、经济性好等优点,在工程实践中得到越来越广泛的运用。目前对管桩抗拔承载性状的研究还不够深入,且对管桩桩身及连接构件的抗拉强度还存在很多疑问,因此预应力混凝土管桩能否作为抗拔桩,工程界仍有不同看法。本文通过数值模拟及相关试验资料分析,对管桩抗拔进行了以下内容的研究,并得到了相应的结论。(1)通过抗拔桩桩土共同作用有限元数值模拟分析,研究了桩长、桩径、土质条件等对管桩抗拔承载力特性以及桩侧摩阻力分布模式的影响:短桩桩身拉伸变形小,桩侧摩阻力发挥的步调基本一致,荷载位移曲线更接近于陡变形;长桩桩身拉伸变形大,桩侧摩阻力是逐步发挥的,荷载位移曲线更接近于缓变形;土质越好,桩土刚度差越小,桩侧土摩阻力发挥模式越接近于长桩。(2)场地回填地基沉降和基坑开挖土体卸荷回弹均会改变管桩桩侧摩阻力发挥过程与桩身受力模式:在覆土的作用下,桩侧土体正应力增大,单桩最终极限承载力增大;受开挖卸荷土体回弹的影响,单桩最终极限承载力降低,同时桩身内部受到较大的拉伸力,有可能导致管桩开裂甚至断裂。(3)管桩桩身的抗拉强度应根据实际情况,分别按照严格不出现裂缝的原则、一般不出现裂缝的原则以及抗拉极限状态,分别加以控制,同时在计算桩身抗拉极限承载力时应考虑钢筋墩头的强度损失。(4)预应力混凝土抗拔管桩的节点强度包括填芯混凝土的抗拔承载力、焊缝的连接强度、端板上锚固孔与钢筋墩头的连接强度,其中端板上锚固孔与钢筋墩头的连接强度是管桩抗拉强度的薄弱环节,应重点控制。(5)软土地基中预应力混凝土管桩抗拔实践结果表明,管桩具有经济性好、抗裂性好等优点,只要对薄弱环节进行有效的控制,同时控制打桩挤土、基坑开挖等不利施工过程对管桩的影响,加强工程质量检测,采用管桩作为抗拔桩是完全可行的。
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