预应力混凝土管桩抗拔静载试验研究 区杰文
基于BOTDA_的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究
第 1 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 1 2024 年 2 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Feb. 2024 DOI:10.12170/20221102003孔洋，汪璋淳，何宁，等. 基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究[J]. 水利水运工程学报，2024（1）：149-155.（KONG Yang, WANG Zhangchun, HE Ning, et al. Investigation of prestressed pipe piles uplift static load test on sandy ground using BOTDA technique[J]. Hydro-Science and Engineering, 2024（1）: 149-155. （in Chinese））基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究孔洋1，汪璋淳1，何宁1, 2，何斌1，张中流1，周彦章1, 2(1. 南京水利科学研究院，江苏南京 210029； 2. 水利部水库大坝安全重点实验室，江苏南京 210029)摘要: 针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题，将布里渊光时域分析（BOTDA）光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究，采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺，实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。
研究结果表明：在上拔荷载作用下，试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小；桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好，上桩侧摩阻力较小，全桩长侧摩阻力最大值在桩底；抗拔桩随上拔荷载的增加，轴力逐渐向下传递，向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担；分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。
研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。
预应力管桩单桩静载在高速收费站房的应用
预应力管桩单桩静载在高速收费站房的应用发布时间：2022-02-15T02:06:00.181Z 来源：《防护工程》2021年28期作者：贺新龙[导读] 塑性混凝土围封墙解决了下覆土层液化可能，且其防渗功能减小了施工期基坑的排水，确保基坑开挖稳定安全，运行中可减小泵站地基的压水水头，对泵站安全运行作用明显。
中铁十一局集团第二工程有限公司路面分公司广东广州 511400摘要：根据预应力混凝土管桩在房建基础工程中的应用现状，结合实际工程施工经验，针对预应力混凝土管桩的适用范围、设计、施工、检测及不合格桩基的处理措施等问题进行深入分析，总结预应力混凝土管桩在本项目收费站房基础工程应用中的重难点并提出相应合理建议，供同类工程参考。
关键词：预应力管桩；桩基；静载1概述本高速收费站房基础采用高强度预应力管桩基础，桩为PHC500AB125-50，桩尖采用十字桩尖，桩端持力层为粗砂层~强风化砂岩，设计单桩竖向承载力特征值为1500kN；2检测依据1）《建筑地基基础检测规范》DBJ/T 15-60-2019 3主要检测检测仪器设备主要仪器设备清单4单桩竖向抗压静载试验4.1.1现场准备（1）现场地基土为淤泥~淤泥质土，层厚25m，根据提供的勘察报告，承载力特征值为55kPa，根据《建筑地基基础检测规范》DBJ/T 15-60-2019规范要求，支墩施加的压应力小于地基土的1.5倍承载力特征值，建议对两支墩范围内（即距离受检桩左右对称5m处）的地基土采用级配碎石进行换填夯实。
换填深度建议1m，换填后加铺钢垫板。
（2）准备220V及380V电源，提供简易配电箱，安放位置应满足离受检桩10m范围之内；（3）受检桩头需外露30cm，有法兰盘的桩头无需处理。
4.1.2试验加载方案本次最大试验荷载为3000kN，试验加载采用自动油压千斤顶加载，通过高压油泵逐级加载，工字钢组成主梁、次梁堆载平台，混凝土块堆载提供反力。
堆载重物在试验开始前一次性加上平台，加载反力装置能提供的反力不得小于最大试验荷载的1.2倍，即3600kN，加载示意图如下：主梁、次梁、基准梁拟用H型钢梁，主梁2根，每根长8.5m，次梁6~8根，每根长9m，第一层试块中，每一块都有两根次梁支承，基准梁2根，每根长6m。
预应力混凝土管桩抗拔静载试验研究
2.2试验桩
试验桩为3根AB型号预应力管桩(1号为PC600AB-110-6、12a，2号为PC600AB-110-6、11a，3号为PC600AB-110-6、11a)，桩径均为600mm，1号桩长18m，2，3号桩长17m，3根桩顶位于自然地面下约20mm，持力层均为2～3层砂质粉土。计算单桩竖向抗拔承载力特征值为540kN，静载试桩抗拔最大加载荷载为1100kN。
试桩场地地下水位高，尤其是施工期间恰逢雨季，桩埋深较浅，试桩地层①2层黏质粉土呈饱和松散状，②层砂质粉土呈饱和稍密～密实状不等，上述粉土具有原位结构性，渗透性为一般至偏好。但是，试桩施工时采用较重锤高落距锤击工艺，且单桩锤击数分别为621，512，553击不等，在重锤反复的振动荷载作用下，破坏了粉土原位结构强度，对桩周粉土产生工程振动液化，管桩底端(开口桩靴)处未能产生有效“土塞”效应，导致桩侧摩阻大幅降低且在较短时间内难以恢复，进而影响抗拔承载力。
0引言
随着我国国民经济的快速发展以及工程技术的不断进步，我国的建筑行业也取得了巨大的进步。当前，在建筑工程施工中，预应力混凝土管桩以其施工速度快、质量易保证、节能环保、经济性好等优点得到了广泛的应用。研究预应力混凝土管桩抗拔静载试验具有重要的现实意义。基于此，笔者进行了相关介绍。
预应力混凝土管桩静载试验技术规程
预应力混凝土管桩静载试验技术规程预应力混凝土管桩是一种在地下工程中广泛应用的结构形式。
它由钢筋混凝土管组成，通过预应力钢筋的张拉使其具有更强的承载能力和更好的变形性能。
为了确保预应力混凝土管桩的质量和安全性能，进行静载试验是必不可少的。
本文将深入探讨预应力混凝土管桩静载试验技术规程的各个方面，并分享我对这个主题的观点和理解。
【引言】预应力混凝土管桩是一种高效、经济的地下工程施工形式，它在桥梁、大型建筑物和其他工程项目中被广泛采用。
作为一种关键的结构形式，预应力混凝土管桩的质量和安全性能对工程的持久性和可靠性起着至关重要的作用。
而静载试验作为一种有效的评估和验证方法，可以为设计和施工提供有力的支持。
因此，制定一套科学合理的预应力混凝土管桩静载试验技术规程至关重要。
【体系结构】深入探讨预应力混凝土管桩静载试验技术规程之前，我们首先需要对其整体结构有一个清晰的认识。
技术规程一般包括以下几个方面：试验目的和依据、试验装置和工具、试验步骤和方法、试验数据获取和处理、试验结果分析和评价以及试验报告编写等。
这一结构可以确保试验的科学性、准确性和可靠性。
【试验目的和依据】试验目的和依据是确定预应力混凝土管桩静载试验的目标和基础。
试验目的一般包括确定预应力混凝土管桩的承载能力、变形特性和破坏机理等。
而试验依据则是指导试验的有关国家标准和规范，例如《地基与基础工程试验规程》等。
在确定试验目的和依据时，需要考虑到预应力混凝土管桩的特点和设计要求，以及工程的实际情况。
【试验装置和工具】试验装置和工具是进行预应力混凝土管桩静载试验的基本设备和工具。
其中包括静载试验机、传感器、数据采集系统以及辅助工具等。
试验装置和工具的选择应满足试验的要求，并确保测试的准确性和可靠性。
此外，还需要制定相应的检查和校准程序，以保证试验装置和工具的正常运行。
【试验步骤和方法】试验步骤和方法是进行预应力混凝土管桩静载试验的关键。
一般而言，试验步骤包括桩身布置、荷载施加、试验过程监测和控制以及试验加载和卸载等。
预应力管桩静载试验检测分析
预应力管桩静载试验检测分析发表时间：2018-10-01T17:18:39.110Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：徐玉丽[导读] 摘要：在岩土工程领域，影响桩承载力的因素多种多样，目前不能通过软件计算方法得出准确的结果，因而在工程实际中，主要采用现场试验来验证桩的极限承载力。
曲阜天博汽车零部件制造有限公司山东曲阜 273100摘要：在岩土工程领域，影响桩承载力的因素多种多样，目前不能通过软件计算方法得出准确的结果，因而在工程实际中，主要采用现场试验来验证桩的极限承载力。
由于桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是目前最为准确、可靠的检验方法，因此现阶段静载试验是工程实际基桩承载力的主要检测方法，其中静载试验主要包括单桩竖向抗压、抗拔和水平静载试验。
桩基施工完成后进行的静载试验是为了检验桩的施工质量情况而进行的，通过抽取一定数量的代表性工程桩，验证工程桩是否满足设计要求。
鉴于此，本文是对预应力管桩静载试验检测进行研究和分析，仅供参考。
关键词：软土区域；桩基；承载力；静载试验引言：基础在整个工程中有着举足轻重的地位，其施工质量的好坏直接影响着整个建筑物的安全性。
一直以来，基础被定性为整个土建工程中最难施工的一个环节，稍有不慎基础的施工质量就难以得到保障，但只要施工现场管理得当，规范施工技术行为，注重施工流程，基础质量完全是可控的。
一、试验概况1、试验地质状况试验场地位于某新建电厂区域，该场区上部为填土、淤泥质土、粉质粘土，中部为粉质粘土、含砾粉质粘土，中下部为含粘性土砾砂、含砾粉质粘土、含粘性土碎石等，下部为风化基岩。
工程桩（预应力管桩）桩长11.5m，桩径400mm，淤泥质粉质黏土层作为桩的持力层。
2、试验内容本次试验按照相关规范进行预应力管桩的静载试验，根据试验结果沉降验证桩的设计承载力，其中工程桩的单桩竖向抗压承载力特征值为25kN，单桩竖向抗拔承载力特征值为20kN，单桩水平承载力特征值为7.5kN。
预应力管桩承载力抗拔系数试验分析
预应力管桩承载力抗拔系数试验分析陈捷;周同和;王会龙【摘要】通过两组8台现场静载荷试验的成果分析和已有试验成果的比较，研究了采用静压和锤击施工的预应力管桩（采用PHC）在黏土与粉土中的承载力抗拔系数。
结果表明，受到桩端阻力与桩侧阻力相互作用的影响，桩端位于承载力较高的砂层时，预应力管桩承载力抗拔系数较小，桩端位于桩端阻力较小的黏土层时，预应力管桩承载力抗拔系数较大。
土层抗拔系数受长径比影响较大，长径比大的桩，上部土层抗拔系数可能较大；长径比较小时，下部土层抗拔系数可能较大。
研究成果可供建筑抗浮工程优化设计作为参考。
%By the analysis of two groups of eight field static load test results and the comparison of existing test results,we studied the bearing capacity uplift coefficient of PHC Piles whose construction adopts hydrostatic pressure and hammering in clay and silt. The results show that bearing capacity of pile resistance coefficient is little when the bearing capacity of pile tip into the higher sand layer,the bearing capacity of pile resistance coefficient is larger when we put the pile end into the clay layer of smaller pile side resistance due to the influence of pile end resistance of pile side resistance. The aspect ratio has a great influence on the bearing capacity uplift coefficient of soil layer. When the aspect ratio is larger,the bearing capacity uplift coefficient of soil upper layer is greater than the pile of little aspect ratio;the bearing capacity uplift coefficient of soil lower layer may be greater than the upper soil layer when the pile has small aspect ratio;The research results can beused for reference by the building anti-floating engineering optimization design.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】5页(P1592-1596)【关键词】预应力管桩;承载力;抗拔系数;长径比;桩端土层【作者】陈捷;周同和;王会龙【作者单位】河南财经政法大学工程管理与房地产学院，郑州450002;郑州大学，郑州 450001;郑州城建集团投资有限公司，郑州 450007【正文语种】中文【中图分类】TU473.11桩竖向受拉时，抗拔力主要由侧阻提供，当采用经验公式进行抗拔桩承载力估算时，通常引入抗拔系数λ的方法［1］.抗拔系数λ反映的是桩侧土体对桩身产生的向下的桩侧阻力与桩受压时桩侧土体对桩身产生的向上的桩侧阻力之比.我国现行国家行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008中推荐砂土中λ取0.5～0.7，黏土、粉土中取0.7～0.8.大量工程实测表明［2-4］，这一取值范围用于混凝土灌注桩的抗拔设计承载力的估算基本合理；然而，对于静压、锤击施工的预制预应力管桩，采用规范［1］中的取值是否适用，相关研究文献较少.理论研究与实测表明，静压或锤击施工的预应力混凝土管桩桩端阻力远大于灌注桩，根据桩端阻力与桩侧阻力的相互作用原理［5］，竖向受压时，由于管桩桩端承载力发挥好于灌注桩，一般条件下管桩侧阻力的发挥应当高于灌注桩.因此，与灌注桩相比，或与桩端处于不同持力层条件下相比，预应力管桩抗拔系数在取值范围上可能存在差异.此外，即便土层性质相同，但其处在的桩身位置不同时，抗拔系数也有所不同.近年来，预应力管桩用于抗浮构件的工程愈来愈多［6-8］，随管桩接桩技术的进步，接头承载力与耐久性质量得到保证后，会有更多工程采用预应力管桩用作抗拔桩.因此，研究采用静压或锤击法施工的预应力管桩的抗拔系数，具有重要的工程价值.1.1 试验概况共进行一组5根单桩抗压试验，一组3根单桩抗拔承载力试验.试验时在管桩中空设置钢筋笼、埋设钢筋应力计、分布式光纤，灌注灌浆料，对桩身应力、应变进行测量［9］.试桩采用锤击法施工，采用的预应力管桩（PHC）直径400 mm，壁厚100 mm，混凝土强度等级为C80，配筋10Φ7.1，桩长10 m，长径比为25.1.2 地质条件根据地质钻探、原位试验及室内试验成果，将勘探深度范围内的地层划分为10个土层，各土层的设计参数如表1所示，地下水水位埋深9.0 m，桩端持力层为第⑨层粉质黏土.地质剖面如图1.8根试桩试验结果如表2、表3所示，Q-s曲线如图2、图3所示.从载荷试验曲线可以看出，预应力管桩（PHC）的“Q-s”曲线、“U-Δ”曲线均呈“陡降型”，破坏特征点明显，试验数据有利于对抗拔系数的进行准确和合理的分析.由图3可知，抗拔承载力平均值为740 kN，试验得到的抗压桩桩侧阻力、桩端阻力结果汇总见表4、表5.按规范方法，总抗拔系数应等于单桩极限抗拔承载力除以单桩极限抗压承载力与极限桩端阻力之差，即：由式（1）计算得到本次试验的PHC承载力总抗拔系数：以上结果与现行规范［1，10］的粉土、黏性土抗拔系数建议值0.7～0.8较为相符.对图4、图5进行分析，情况有所不同.根据图4中应力计测得的桩身轴力和分布式光纤测得的应变分布情况看，抗压桩上部轴力变化较下部明显，表明抗压桩上部桩侧阻力发挥较好，下部桩侧阻力较小；从图5中应力计测得的桩身轴力和分布式光纤测得的应变分布情况看，抗拔桩上部土层桩身轴力变化不明显，表明抗拔桩上部桩侧阻力发挥较小、下部桩侧阻力较大.根据桩抗拔系数的定义，以上结果说明了桩上部的抗拔系数明显小于下部.以上试验的桩端土层为黏性土，当桩端持力层为砂层时粉土、粉质黏土的抗拔系数如何，以下为郑州另一工程抗拔桩（PHC）试验结果，与本次试验结果进行比较分析.某工程［11］抗拔桩试验，预应力管桩（采用PHC）施工桩长20 m、直径0.4 m，静压法施工，进入砂层1～2 m左右.进行的3根桩竖向抗压试验，得到的平均极限承载力2567 kN；另进行的2根桩抗拔试验，得到的平均抗拔极限承载力1000 kN；通过埋设的钢筋应力计测得19 m处平均轴力为1245 kN，砂层中桩侧阻力按150 kPa计算，桩端阻力平均值为9000 kPa.工程地质条件与抗拔系数实测结果如表6.由式（1）计算得到总抗拔系数为0.66.由表6可知，抗拔系数随入土深度增加而减小.上部土层抗拔系数高于规范［1］推荐值、下部土层抗拔系数小于规范［1］推荐值.分析认为，因抗压桩持力层为砂层，桩端阻力较高，根据桩侧阻力与桩端阻力相互作用理论，桩侧阻力发挥度必然较大，桩抗拔时，桩侧阻力发挥度受桩端阻力的影响较小.此外，桩长径比较大（为50）时，底部侧阻力正常发挥时需要的桩身压缩、位移量较大，必然降低上部桩侧阻力的发挥.二者作用使桩抗拔系数相对较小.抗拔试验时，长径比较大的桩底部侧阻受上部桩身受拉变形值的限制，一般难以发挥至最大值，造成下部桩身承载力抗拔系数较小.从以上两个试验的结果可以看出，桩端土层为承载力较低的黏性土、长径比为25的预应力管桩，总抗拔系数为0.75.桩端为密实砂土、长径比为50的预应力管桩，总抗拔系数为0.66，总抗拔系数明显大于前者.前者，桩抗拔系数随入土深度增加而减小.后者，桩抗拔系数随入土深度增加而增大.综上所述，预应力管桩承载力抗拔系数与长径比、桩端持力层情况等因数相关联，长径比较小时桩承载力抗拔系数可能较大；直径与桩长相同，桩端持力层承载力高时，桩承载力抗拔系数可能较小.通过本文试验分析及与以往工程试验实测资料的比较，有如下结论：1）预应力管桩采用静压或锤击施工时，当桩端进入较好的砂层时，总抗拔系数比桩端进入一般黏土层时桩的总抗拔系数小.2）试验条件下，当桩长径比较小时，上部土层抗拔系数明显小于下部土层，且可能小于规范［1，5］的推荐值.3）受到桩土相对位移的影响，长径比较大的预应力管桩，下部土层抗拔系数可能小于上部土层.4）工程设计中需要对静压或锤击施工的预应力混凝土管桩进行抗拔承载力估算时，应根据桩长径比、桩端土层情况等综合确定其抗拔系数.【相关文献】［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 94—2008建筑桩基技术规范［S］.北京：中国建筑科学出版社，2008.［2］Denicola A，Randolph M F.Tensile and compressive shaft capacity of piles in sand ［J］.Journal of Geotechnic Engineering，1993，119（12）：1952-1973.［3］马昉，李恒太.软土地基中单桩抗拔试验及抗拔系数的确定［J］.施工技术，2006，35（S2）：32-34.［4］马杰，赵建，赵延林.抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验［J］.西南交通大学学报，2013，48（2）：283-290.［5］郭院成，靳军伟，周同和，等.桩侧桩端注浆超长桩侧摩阻力增长规律试验［J］.沈阳建筑大学学报：自然科学版，2013（2）：277-281.［6］朱陆明，沈永根.预应力管桩在抗拔桩中的应用实录［J］.岩土工程界，2005，8（8）：46-48.［7］马述承.预应力混凝土管桩作为抗拔桩的设计研究［J］.甘肃科技，2011，27（21）：132-135.［8］徐枫，顾国荣，陈岱杰.上海地区PHC管桩抗拔设计应用实录［J］.华东建工勘察，2008（1）：20-21.［9］郑州大学综合设计研究院有限公司.PHB桩试验研究报告［R］.郑州：郑州大学综合设计研究院有限公司，2014.［10］河南省住房和城乡建设厅.DBJ 41/138—2014河南省建筑地基基础勘察设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2014.［11］河南省建筑科学研究院.郑州国贸中心PHC桩抗拔试验报告［R］.郑州：河南省建筑科学研究院，2007.。
抗拔桩静载和低应变检测方案范文
抗拔桩静载和低应变检测方案概述抗拔桩是一种常见的地基工程技术，用于增加地基的承载力和稳定性。
在抗拔桩的施工过程中，为确保桩基的质量，需要进行静载和低应变检测。
这篇文档将介绍抗拔桩静载和低应变检测的方案。
抗拔桩静载试验试验目的抗拔桩静载试验的目的是确定桩基在垂直载荷作用下的受阻性能和极限承载力。
试验步骤抗拔桩静载试验的步骤大致如下：1.确定试验桩的位置和数量。
2.安装静载试验设备（如静载荷重计、应变计等）。
3.施加静载荷并记录相关数据。
4.卸载。
试验数据分析抗拔桩静载试验获得的数据需要进行分析和处理，主要包括：1.桩的轴向力、剪力及弯矩等内力。
2.桩的位移和转角等变形量。
3.桩底土的应力和应变分布。
4.桩的极限承载力和桩身的抗拉承载力。
试验注意事项在进行抗拔桩静载试验时，需要注意以下问题：1.桩顶的应力传递要均匀，不能发生剪切或侧向应力。
2.静载荷的施加要逐步增加，并保持稳定。
3.试验数据精度要求高，需要使用高精度的仪器设备进行测试。
4.静载试验设备的安装位置和方式要保证准确可靠。
低应变检测概述低应变检测是通过对土体等材料在受荷过程中发生的微小变形进行观测和分析，以评估其力学性质和质量状况的一种技术手段。
检测方法低应变检测常用的方法主要有：1.全站仪法：通过在试验仪器的固定点上安装全站仪，对试验场地的纵坐标、横坐标和高程等数据进行观测和记录，进而分析不同时间点和荷载下的土体变形情况。
2.光学测微法：通过激光测量仪或显微镜等设备对土体表面的变形进行观测和记录，以获得土体应变大小和变形规律。
3.应变计法：通过在试验对象表面或内部安装应变计，观测其产生的微小应变值，进而推断试验对象所受到的荷载大小和变形情况。
数据分析在低应变检测过程中，需要对获得的数据进行分析和处理，常见的分析方法包括：1.对时间序列数据进行分析，得出土体的变形规律和变形速率等信息。
2.对不同位置的测量数据进行对比和分析，定量分析试验对象的变形形态和局部变形情况。
预应力管桩抗拔(中级职称论文)
浅谈预应力高强混凝土管桩抗拔设计单位：福建永福工程顾问有限公司姓名：张元振摘要：本文结合上海某工程PHC管桩抗拔设计应用实例的介绍，比较了PHC管桩在作为抗拔桩时桩身结构强度的计算方法，提出了焊缝强度、端板孔口抗剪强度、钢棒墩头强度的验算方法，并探讨了管桩与承台的连接方式。
同时通过现场的静载荷试验验证了其可靠性，从中得出的一些结论供相关PHC管桩的抗拔设计作参考与借鉴。
关键词：PHC管桩抗拔设计1 前言预应力高强混凝土管桩（以下简称PHC管桩）由于其桩身强度高、生产速度快、质量稳定、施工易控制等优势，在广东及长三角等沿海地区得到了广泛的应用。
据不完全统计，仅2006年上海地区PHC管桩的使用量已超过2800万米，约占所有预制桩总量的80％。
随着上海地区PHC管桩应用的广泛与深入，越来越多的设计人员采用PHC管桩作为抗拔桩来使用。
PHC管桩作为抗拔桩使用有着其他桩型不可比拟的优势，尤其是在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝，对预应力钢筋保护较好，能较好的发挥桩身抗拉强度，提高桩身抗拔承载力。
相比较上海地区常规采用的抗拔桩桩型－混凝土预制方桩或钻孔灌注桩，PHC管桩由于无须考虑因严格的裂缝控制[1]而增加配筋来增强桩身抗拉能力，因此PHC管桩作为抗拔桩使用的经济性日益凸现。
然而，由于各设计人员对PHC管桩作抗拔桩使用的认识不一，在PHC管桩的抗拔设计中产生了诸多问题。
一方面，对PHC管桩桩身抗拉强度取值过小，导致确定的单桩竖向抗拔承载力远远低于管桩所能提供的单桩抗拔承载力；另一方面在PHC管桩的抗拔设计中还忽视了对桩身连接构件强度的验算，一般只是进行简单的桩土相互作用的抗拔承载力计算，个别工程因此还发生了质量事故。
这一定程度上阻碍了PHC管桩进一步地推广与使用，严重时更影响到了基础工程的安全。
为此笔者在本文中想通过对上海某项目PHC管桩抗拔设计应用实例的介绍，比较了PHC管桩在作为抗拔桩时桩身结构强度的计算方法，提出了焊缝强度、端板孔口抗剪强度、钢棒墩头强度的验算方法，并探讨了管桩与承台的连接方式。
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预应力混凝土管桩抗拔静载试验研究区杰文
发表时间：2016-11-08T10:51:22.583Z 来源：《低碳地产》2016年7月第14期作者：区杰文
[导读] 预应力混凝土管桩具有抗裂性好、施工速度快、桩身强度高等优点，在建筑工程中得到广泛应用。
佛山市高明区建筑工程质量检测站广东佛山 528500
【摘要】预应力混凝土管桩具有抗裂性好、施工速度快、桩身强度高等优点，在建筑工程中得到广泛应用。
本文结合工程实例，对预应力混凝土管桩的抗拔静载试验方法进行了详细的介绍，并分析了试验过程中出现破坏现象的原因，提出了相关对策，旨在为类似工程提供参考借鉴。
【关键词】PHC管桩；抗拔试验；研究
0 引言
随着我国国民经济的快速发展以及工程技术的不断进步，我国的建筑行业也取得了巨大的进步。
当前，在建筑工程施工中，预应力混凝土管桩以其施工速度快、质量易保证、节能环保、经济性好等优点得到了广泛的应用。
研究预应力混凝土管桩抗拔静载试验具有重要的现实意义。
基于此，笔者进行了相关介绍。
1 工程概况
本工程项目主体部分采用钻孔灌注桩作为承压桩，在纯地下室部位采用预应力管桩作为抗拔桩。
根据勘察资料，场地地层主要为第四系海相及河流相沉积物，各土层力学参数如表1所示。
软土层由③1层淤泥质粉质黏土、④1层淤泥质粉质黏土组成，其中③1层层底埋深27.50～31.10m，④1层层底埋深42.40～46.00m。
该软土层均呈流塑状态，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高、低渗透性等工程特性，长期受水浸泡，土质极差，稍受外力作用就会发生扰动、变形，且强度显著下降。
2 抗拔静载试验
2.1 试验方法
采用慢速维持荷载法，逐级等量加载。
每级加载量取单桩竖向极限承载力的1/10，第1级加载取加载分级值的2倍。
每级荷载施加后按第5，15，30，45，60min测读桩顶位移量，此后每隔30min测读1次。
当每1h内桩顶位移量不超过0.1mm，并连续出现2次(从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续3次每30min的位移观测值计算)，则认为位移已趋稳定，即可进行下一级加载。
加载装置如图1所示。
在抗拔静载试验前，对3根桩进行低应变检测，判断桩身的完整性，根据实测曲线分析，3根桩均无明显缺陷。
2.2 试验桩
试验桩为3根AB型号预应力管桩(1号为PC600AB-110-6、12a，2号为PC600AB-110-6、11a，3号为PC600AB-110-6、11a)，桩径均为600mm，1号桩长18m，2，3号桩长17m，3根桩顶位于自然地面下约20mm，持力层均为2～3层砂质粉土。
计算单桩竖向抗拔承载力特征值为540kN，静载试桩抗拔最大加载荷载为1100kN。
施工中对填芯、焊缝的连接强度等进行了严格控制，桩端全截面进持力层＞1.2m，各节桩之间焊缝连续饱满，冷却时间＞10min，填芯长度6m，抗拔钢筋锚固长度≥(40d+500)mm(d为抗拔钢筋直径)。
桩头填芯混凝土强度等级为C40，掺微膨胀剂，填芯前对管桩内壁进行凿毛、清洗等界面处理以增加黏结力，且管桩桩顶按规范要求沿管桩圆周均匀设置6φ22钢筋，沉桩采用型号为DD83-8.3T的柴油锤击打桩机，3桩垂直度偏差≤0.3%。
2.3 试验结果
各桩的荷载-位移曲线如图2所示。
从图中可知，当1号桩荷载施加到550kN并稳定后，上拔位移为10.90mm。
当荷载为660kN时，该桩
上拔量急剧增加，超过90mm且上拔增量超过前级荷载的5倍。
因此，取前一级荷载(550kN)作为该桩的单桩竖向极限承载力建议值。
当2号桩荷载施加到550kN并稳定后，其上拔位移为16.78mm。
当荷载增至660kN时，其上拔量急剧增加，超过100mm且上拔增量超过前级荷载的5倍。
因此，单桩竖向极限承载力建议值也取前级荷载(550kN)。
当3号桩加载至1100kN，上拔量达到相对稳定标准后，停止加载，其对应的上拔量为4.97mm，卸载后测得回弹量为1.15mm，回弹率为24.0%，则该桩的单桩竖向极限承载力建议值取为1100kN。
对比3根桩的荷载－位移曲线并结合其承载力设计值可知，只有3号桩的抗拔承载力满足要求。
此外，通过观察可知在试验过程中1，2号桩均被明显拔出，可以认为达到破坏状态，但通过低应变检测可知3根桩桩身完整，均无明显缺陷。
3 原因分析与对策
3.1 原因分析
本次试验桩身范围内为稍密到密实的砂质粉土，根据土性、密实程度及原位的静力触探指标等综合判断，岩土勘察报告提供的桩侧摩阻力值是合理的。
抗拔系数取值为0.7亦能满足规范的取值要求。
本工程抗拔桩有效桩长仅为12m，桩长较短，根据已有工程实践，存在短桩抗拔桩抗拔系数略偏小的现象，但不至于造成本次试桩如此大的差距。
试桩场地地下水位高，尤其是施工期间恰逢雨季，桩埋深较浅，试桩地层①2层黏质粉土呈饱和松散状，②层砂质粉土呈饱和稍密～密实状不等，上述粉土具有原位结构性，渗透性为一般至偏好。
但是，试桩施工时采用较重锤高落距锤击工艺，且单桩锤击数分别为621，512，553击不等，在重锤反复的振动荷载作用下，破坏了粉土原位结构强度，对桩周粉土产生工程振动液化，管桩底端(开口桩靴)处未能产生有效“土塞”效应，导致桩侧摩阻大幅降低且在较短时间内难以恢复，进而影响抗拔承载力。
3.2 对策
(1)在场地适当位置另行增设3根抗拔桩进行静载试验，试桩施工采取合理的施工方法。
采用静压法施工对于减小土体的扰动有好处，但考虑本场地砂性土较厚，静压施工难度较大，本工程仍采用锤击法施工，且采用穿透条件更好的钢桩靴，减小桩的锤击数及对土体的扰动，同时采用合适的锤垫，减少对桩身的影响。
在另行增设的至少3组静力抗拔试桩周边各增补1个双桥静力触探孔测试；在已完成1，2，3号抗拔试桩周围各增补2个双桥静力触探测试，双桥静力触探测试前应做好事先率定。
(2)调整预应力管桩的型号。
本场地砂层较厚，试桩锤击数普遍超过500击，为提高桩身强度，减小锤击对桩身影响，将当前预应力混凝土管桩(PC)调整为预应力高强混凝土管桩(PHC)。
(3)需考虑抗拔系数折减。
详勘资料提供的①2层、②层粉土基桩抗拔系数0.7稍偏大，本工程抗拔桩有效桩长仅为12m，桩长较短。
根据已有工程实践，存在短桩效应，抗拔系数取0.65计算单桩竖向抗拔承载力特征值为500kN，静载试桩抗拔最大加载荷载1000kN。
(4)试桩施工前及施工过程中应排除试桩附近地面的积水，且在试桩附近自然地面以下10m采取井点降水，以消散孔隙水压力。
试桩抗拔承载力静载试验的休止期≥28d。
4 结语
综上所述，预应力混凝土管桩是桩基础的重要表现形式之一，在建筑工程中被广泛应用，对预应力混凝土管桩抗拔静载试验的研究具有重要的现实意义。
本工程在采取上述对策进行处理后，预应力混凝土管桩的抗拔承载力满足工程的规范要求，取得了良好的成效，可为类似工程提供参考。
参考文献：
[1]周元.FBG在预应力混凝土管桩抗拔静载试验中的应用研究[J].岩土工程技术.2015(05)
[2]范钦建,黄广龙.预应力混凝土抗拔桩应用与展望[J].混凝土与水泥制品.2014(01)。