PHC管樁接樁處和樁底后注漿極限承載力試驗研究.pdf

1、PHC管樁(pre-stressed high-strength concrete pipe pile)即高強預應力混凝土管樁，它是這些年來在國內開始推廣的一種新的樁型。對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，所以廣泛應用于安徽合肥市各大工程中。在一些項目中，偶爾會通過后注漿的方法來進行樁身補強以及提高其單樁承載力，但是對PHC管樁的樁底和接樁處注漿后的極限承載力及樁土的應力應變之間變化規(guī)律研究

2、很少，相關設計規(guī)范和施工驗收標準的尚未出臺而制約了該創(chuàng)新工藝的推廣。作者在之前學者樁底注漿試驗的基礎上，經現場工程試驗和FLAC3D軟件模擬分析研究了PHC管樁經樁底和接樁處后注漿的極限承載力及樁土的應力應變之間變化規(guī)律。文章重點有如下幾個方面工作:
　　首先，作者介紹了PHC管樁自身的特點（優(yōu)缺點及局限性等），并且結合PHC管樁在國內發(fā)展的狀況、注漿技術應用于PHC管樁工程的研究情況。綜上，作者列出了五個方面主要的工作和本文的技

3、術路線。然后，結合前人做的樁底注漿試驗，作者通過安徽省合肥市經濟開發(fā)區(qū)A、B兩相鄰的項目，其中A項目PHC管樁未進行注漿處理，而B項目在建設單位、監(jiān)理單位、設計單位支持下選取3根PHC管樁采用創(chuàng)新注漿工藝在樁身接樁處和樁底進行注漿（以下簡稱注漿PHC管樁），然后通過靜載荷試驗和低應變試驗，分析得出兩項目試驗樁的荷載-沉降曲線，同時，通過有限差分軟件FLAC3D模擬分析PHC管樁樁底和接樁處注漿后樁土的應力應變之間變化規(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量通病。
　　2、注漿PHC管樁-B工程試驗樁（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、對比分析A、B兩項目PHC管樁Q-S曲線均為緩變型，從小應變試驗分析可知，當沉降大于40mm時，樁體均未達到極限狀態(tài)，說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致的，所以可知通過接樁處和樁底注漿對樁基的承載力提高是可行的。
　　4、地質情況相近，樁基選型一

6、致的情況下，通過對比，未注漿PHC管樁與注漿PHC管樁的Q-S關系對比曲線表明通過樁身接樁處和樁底注漿后樁基的極限承載力明顯提高，沒有注漿的A項目3根PHC管樁的極限承載力平均值為4266.7kN，而經接樁處和樁底后注漿的B項目PHC管樁極限承載力平均值為5533.3kN。經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A、B兩項目PHC管樁靜載荷實驗得出極限承載力對比《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ106-

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

8、當樁頂壓力分別為1000kN、2000kN、3000kN、4000kN時，在樁身接樁處經過注漿的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％，軸力提高系數隨樁頂壓力增大而增大，近似成線性關系。利用origin8.5大型數值分析軟件進行擬合，擬合方程為y=1.0705+2.35*10-5x(1000kN≤x≤4000kN), R2=0.9611。
　　7、相同荷載時，靜載荷試驗結果與FLAC

9、3D軟件模擬計算的沉降量和樁身應力都基本一致。試驗中未注漿PHC管樁在極限荷載作用下，沉降量為42.64mm，而FLAC3D模擬計算的沉降量為47.45mm;試驗中經注漿PHC管樁在極限荷載作用下，沉降量為40.87mm，而FLAC3D模擬計算的沉降量為41.24mm。從Q～S關系曲線中我們可以看出實測值與模型計算的結果吻合的很好;另外A、B兩項目試驗PHC管樁經模型測出的樁身應力計算得出的軸力吻合也較好，表明FLAC3D軟件對PHC管