两种不同桩端形式PRC桩竖向承载性能及影响因素研究OA

由于沉桩过程中形成的土塞,与闭口预制混合配筋混凝土(precast hybrid reinforced concrete,简称PRC)桩相比,开口桩呈现不同竖向承载性能。为定量评估差异,制桩时嵌入光纤光栅传感器,并对P1~P6桩的两种桩端形式和桩长的进行竖向静载试验(static load tests,简称SLTs)。通过数值模拟验证P1~P3桩的试验结果,并进行桩长优化和关键几何参数对竖向承载力影响研究。结果表明:在相同桩长和地层条件下,开口桩的极限承载力(ultimate bearing capacity,简称UBC)、桩顶沉降和回弹率均低于闭口桩,较长的开口桩相比较短开口桩呈现更大沉降和回弹。优化分析表明:闭口桩可由40 m缩短至35 m。保持混凝土体积不变,D800t130型桩抗压系数最高(0.42),材料利用率最高(783.1 k N/m³),PRC桩极限承载力和端阻比随桩径增大而增大。闭口桩桩径对轴力和侧摩阻力影响显著,壁厚对桩端阻力影响较小,但对桩侧摩阻力影响较大。而开口桩轴力和侧摩阻力均对直径和壁厚均更加敏感,内侧摩阻力主要集中在土塞端以上2倍桩径范围内,但强度较小,土塞高径比(h/D)对竖向承载性能有显著影响。与闭口桩相比,开口桩侧摩阻力减小,折减系数在0.78~0.92之间。而当直径从600 mm增加到800 mm时,硬塑粉质黏土中开口桩桩端承载性能优于闭口桩。