锤击PHC管桩在皖北软土地域的模型试验研讨

PHC管桩是一种广泛应用于各类地基加固工程中的新型桩基类型,具有施工复杂疾速、可以大批量制造、节能环保、适于各种不同地质状况等优点。但是,PHC管桩在工程理论中常呈现桩身损坏、桩身倾斜、沉桩困难等成绩,对工程进度和质量形成较大影响。因而,经过研讨锤击PHC管桩桩土相互作用机理,能为PHC管桩在相似工程地质条件下的施工、设计任务提供参考。本文为了探求PHC管桩锤击贯入时的挤土效应和土塞效应,查明锤击PHC管桩桩土相互作用机理,经过室内模型试验模仿PHC管桩锤击沉桩进程,应用布设在模型桩桩身上的光纤光栅传感器,以及埋设在模型箱填土中的孔隙水压力传感器、土压力计及加速度传感器,监测启齿型模型桩和带桩尖模型桩在桩顶锤击荷载作用下桩身应变、桩周土体中的孔压、土压等参数的变化范围及变化规律,经过剖析总结模型试验中各数据的变化规律,失掉了如下几点结论:(1)启齿型模型桩完成沉桩所需的锤击数分明多于带桩靴模型桩。沉桩深度到达桩长80%之前时,带桩靴模型桩所需锤击数分明小于启齿型模型桩,由此可得出,桩靴对减小沉桩时土塞效应有明显的作用;(2)启齿型模型桩沉桩深度到达40cm时的IFR约为14%,到达80cm时的IFR约15%,到达120cm时的IFR约为14%,沉桩完成后的IFR约为8.5%。入土深度在120cm之前时,IFR值较为波动,当模型桩入土深度在120cm～150cm之间时,IFR值减小。IFR值从绝对颠簸到减小,标明模型桩土塞的闭塞效应由波动逐渐的增大,进入模型桩内的土体逐步增加,模型桩对四周土体的挤压作用逐步分明;(3)两种模型桩在锤击沉桩进程中,每个FBG传感器的应变变化曲线按锤击频率会呈现分明的上下动摇,进入土体中的FBG传感器表现为压应变并且应变动摇较小,未进入土体外的FBG传感器表现为拉应变并且应变动摇分明较大。与启齿模型桩相比,带桩靴模型桩沉桩时桩身应变大小分明小于启齿模型桩;(4)两种模型桩沉桩时孔隙水压力会随着锤击频率发生小幅动摇,当模型桩沉桩深度到达埋设在饱和砂土层的孔压计U4～U6、U7～U9时,孔隙水压力增大。其中U4和U7由于离模型桩最近,孔隙水压力增大幅度较离模型桩较远的U5、U6和U8、U9大,且离模型桩近的监测点超静孔隙水压力散失的最快,离模型桩较远的监测点超静孔隙水压力散失的绝对较慢;(5)两种模型桩沉桩时桩周土体的土压力随着土压力计埋深的增大而增大,这与随着沉桩深度的增大更多的锤击荷载被分担到桩四周土体中有关,用于监测侧向土压的T1~T6数据动摇分明小于监测竖向土压力的T7、T8;(6)两种模型桩锤击沉桩时,加速度计G1埋设在不饱和粉质黏土层且埋深最浅,所测加速度最小,加速度计G2埋设在饱和的粉土层与砂土层接触面处,所测加速度最大,加速度计G3埋设在饱和的砂土层且埋深最深,所测加速度位于两头值。两种模型粧模型桩沉桩进程中桩周土体的加速度会随着锤击频率上下动摇,但变化范围不大。