預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能試驗(yàn)研究

許淑珍

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西太原 030021）

加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能試驗(yàn)研究，有利于優(yōu)化巖土方向地下樁的使用功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)管樁、預(yù)制方樁實(shí)踐應(yīng)用中抗彎性能不足問(wèn)題的有效應(yīng)對(duì)，并為預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁應(yīng)用范圍擴(kuò)大打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，落實(shí)好預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁性能試驗(yàn)研究工作，全面提升對(duì)這種地下樁的整體認(rèn)知水平，從而為我國(guó)巖土方向地下樁性能優(yōu)化提供必要的參考信息。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能試驗(yàn)概況分析

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能評(píng)估，確保其應(yīng)用有效性，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行抗彎性能方面的試驗(yàn)，并加強(qiáng)這種地下樁的試驗(yàn)概況分析。具體表現(xiàn)為：①結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的應(yīng)用概況及功能特性，開展與之相關(guān)的破壞試驗(yàn)；②為了確保試驗(yàn)結(jié)果科學(xué)性，應(yīng)在抗彎性能試驗(yàn)中對(duì)其樁身應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，加強(qiáng)其應(yīng)力分布狀況分析；③對(duì)抗彎性能試驗(yàn)中的撓度變化、裂縫發(fā)展等進(jìn)行充分考慮；④設(shè)置好不同類型的地下樁（全預(yù)應(yīng)力及部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁、預(yù)制方樁），給予該試驗(yàn)順利進(jìn)行必要的支持。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能試驗(yàn)中的儀器設(shè)備及試驗(yàn)樁制備

試驗(yàn)中的儀器設(shè)備內(nèi)容包括：采用了符合行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求的反力架加載裝置，且其能夠承受一定大小的豎向負(fù)載：最大為1500kN；選用了功能強(qiáng)大的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，并在電阻應(yīng)變片的支持下，滿足了試驗(yàn)人員試驗(yàn)中的應(yīng)變觀測(cè)需求；在撓度變化分析中，運(yùn)用了電子位移計(jì)；在對(duì)該地下樁裂縫發(fā)展分析中，為了確定試驗(yàn)中的裂縫寬度，運(yùn)用了量程與精度分別為2mm、0.05mm的裂縫寬度測(cè)量?jī)x。實(shí)際操作中通過(guò)對(duì)這些設(shè)備的配合使用，有利于實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能評(píng)估，確保其應(yīng)用效果良好性。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 裂縫寬度對(duì)比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評(píng)估

該試驗(yàn)中為了得到所需的試驗(yàn)結(jié)果，需要對(duì)荷載影響下全預(yù)應(yīng)力及部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁、預(yù)制樁這三種不同地下樁抗彎性能進(jìn)行對(duì)比分析。具體表現(xiàn)為：①在破壞試驗(yàn)的支持下，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)中不同地下樁荷載的加載，發(fā)現(xiàn)樁的純彎段出現(xiàn)的垂直裂縫最多，且隨著時(shí)間的推移及荷載的持續(xù)增加，樁的裂縫寬度逐漸增加并向中和軸延伸；②在達(dá)到破壞荷載時(shí)，預(yù)制樁的最大裂縫寬度最大，而全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁在破壞試驗(yàn)影響下出現(xiàn)的最大裂縫寬度小于部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁，客觀地說(shuō)明了全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁在實(shí)踐應(yīng)用中的抗彎性能可靠性強(qiáng)、潛在應(yīng)用價(jià)值大。

3.2 撓度變化對(duì)比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評(píng)估

撓度變化與地下樁抗彎性能之間有著密切的聯(lián)系：撓度變化大，說(shuō)明地下樁應(yīng)用中有著良好的延性，從而為地下樁的安全使用及實(shí)際作用的充分發(fā)揮提供科學(xué)保障。在此背景下，若極限破壞時(shí)樁的撓度大，則說(shuō)明該地下樁的抗彎性能良好；反之亦然。試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)全預(yù)應(yīng)力及部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁、預(yù)制樁這三種地下樁在計(jì)算機(jī)三維空間中撓度變化的動(dòng)態(tài)模擬分析，可知：①極限破壞時(shí)，相比預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁，預(yù)制樁的跨中撓度小，客觀地說(shuō)明了其抗彎性能相比預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁：預(yù)制樁的延性不足，預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的延性更好；②在不斷加大荷載的前提條件下，借助計(jì)算機(jī)三維空間動(dòng)態(tài)模擬分析方法的優(yōu)勢(shì)，可知在荷載相同的條件下，全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁撓度相比部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁撓度：全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的撓度小，抗彎性能效果好；部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁撓度變化相比前者較小，抗彎性能有所下降。

3.3 應(yīng)力分布對(duì)比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評(píng)估

為了分析試驗(yàn)樁軸向應(yīng)力分布對(duì)地下樁抗彎性能的影響，需要在試驗(yàn)樁應(yīng)變片及相關(guān)設(shè)施的支持下，加強(qiáng)其試驗(yàn)應(yīng)力分析。具體表現(xiàn)為：①試驗(yàn)中試驗(yàn)樁的最大軸向應(yīng)力基本都處于跨中純彎段內(nèi)，非純彎段以及中性軸附近應(yīng)力變化不是特別明顯，且不同的試驗(yàn)樁應(yīng)變片都出現(xiàn)了軸向應(yīng)力衰減的現(xiàn)象，都是由于應(yīng)變片超出量程導(dǎo)致退出工作。試驗(yàn)中全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁隨著應(yīng)力變化所承載的極限荷載最大、部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁次之、預(yù)制樁的最小；②在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的配合作用下，在計(jì)算機(jī)三維空間中對(duì)三種試驗(yàn)樁的應(yīng)力分布及發(fā)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析，可知：基于全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的抗彎抗裂彎矩較部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁及預(yù)制混凝土實(shí)心方樁分別提高了33%和64.7%，極限彎矩較部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁及預(yù)制混凝土實(shí)心方樁分別提高了25.6%和43.7%，全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁抗彎性能明顯優(yōu)于部分預(yù)應(yīng)力混凝土方樁以及預(yù)制混凝土實(shí)心方樁。因此，在保持巖土方向地下樁良好抗彎性能的過(guò)程中，應(yīng)重視全預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

在巖土方向的地下樁應(yīng)用過(guò)程中，為了保持其良好的應(yīng)用概況，需要對(duì)其抗彎性能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，落實(shí)好相應(yīng)的試驗(yàn)工作。而相比預(yù)管樁、預(yù)制方樁，預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁實(shí)踐應(yīng)用中的抗彎性能更好，能夠滿足相關(guān)實(shí)踐生產(chǎn)活動(dòng)開展的實(shí)際需要。因此，在選擇巖土方向的地下樁時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)重視性能可靠的預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁使用，并開展好這種地下樁的抗彎性能試驗(yàn)活動(dòng)，優(yōu)化巖土方向地下樁性能。

[1]謝林春.預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁錘擊施工入巖縱向裂縫研究[D].中國(guó)石油大學(xué)（華東），2015（05）.

[2]張偉，顏慶智.新型預(yù)應(yīng)力實(shí)心方樁抗裂試驗(yàn)有限元分析[J].山西建筑，2014（25）.

[3]徐飛.新型大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁研究[D].中國(guó)石油大學(xué)（華東），2014（06）.