預應力混凝土實心方樁抗彎性能試驗研究

許淑珍

（山西電力職業技術學院 山西太原 030021）

加強預應力混凝土實心方樁抗彎性能試驗研究，有利于優化巖土方向地下樁的使用功能，實現對預管樁、預制方樁實踐應用中抗彎性能不足問題的有效應對，并為預應力混凝土實心方樁應用范圍擴大打下堅實的基礎。因此，實踐過程中應根據實際需要，落實好預應力混凝土實心方樁性能試驗研究工作，全面提升對這種地下樁的整體認知水平，從而為我國巖土方向地下樁性能優化提供必要的參考信息。

1 預應力混凝土實心方樁抗彎性能試驗概況分析

為了實現對預應力混凝土實心方樁抗彎性能評估，確保其應用有效性，應對其進行抗彎性能方面的試驗，并加強這種地下樁的試驗概況分析。具體表現為：①結合預應力混凝土實心方樁的應用概況及功能特性，開展與之相關的破壞試驗；②為了確保試驗結果科學性，應在抗彎性能試驗中對其樁身應力進行監控，加強其應力分布狀況分析；③對抗彎性能試驗中的撓度變化、裂縫發展等進行充分考慮；④設置好不同類型的地下樁（全預應力及部分預應力混凝土實心方樁、預制方樁），給予該試驗順利進行必要的支持。

2 預應力混凝土實心方樁抗彎性能試驗中的儀器設備及試驗樁制備

試驗中的儀器設備內容包括：采用了符合行業技術規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載：最大為1500kN；選用了功能強大的靜態應變測試系統，并在電阻應變片的支持下，滿足了試驗人員試驗中的應變觀測需求；在撓度變化分析中，運用了電子位移計；在對該地下樁裂縫發展分析中，為了確定試驗中的裂縫寬度，運用了量程與精度分別為2mm、0.05mm的裂縫寬度測量儀。實際操作中通過對這些設備的配合使用，有利于實現預應力混凝土實心方樁抗彎性能評估，確保其應用效果良好性。

3 預應力混凝土實心方樁抗彎性能試驗結果分析

3.1 裂縫寬度對比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評估

該試驗中為了得到所需的試驗結果，需要對荷載影響下全預應力及部分預應力混凝土實心方樁、預制樁這三種不同地下樁抗彎性能進行對比分析。具體表現為：①在破壞試驗的支持下，通過對試驗中不同地下樁荷載的加載，發現樁的純彎段出現的垂直裂縫最多，且隨著時間的推移及荷載的持續增加，樁的裂縫寬度逐漸增加并向中和軸延伸；②在達到破壞荷載時，預制樁的最大裂縫寬度最大，而全預應力混凝土實心方樁在破壞試驗影響下出現的最大裂縫寬度小于部分預應力混凝土實心方樁，客觀地說明了全預應力混凝土實心方樁在實踐應用中的抗彎性能可靠性強、潛在應用價值大。

3.2 撓度變化對比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評估

撓度變化與地下樁抗彎性能之間有著密切的聯系：撓度變化大，說明地下樁應用中有著良好的延性，從而為地下樁的安全使用及實際作用的充分發揮提供科學保障。在此背景下，若極限破壞時樁的撓度大，則說明該地下樁的抗彎性能良好；反之亦然。試驗過程中對全預應力及部分預應力混凝土實心方樁、預制樁這三種地下樁在計算機三維空間中撓度變化的動態模擬分析，可知：①極限破壞時，相比預應力混凝土實心方樁，預制樁的跨中撓度小，客觀地說明了其抗彎性能相比預應力混凝土實心方樁：預制樁的延性不足，預應力混凝土實心方樁的延性更好；②在不斷加大荷載的前提條件下，借助計算機三維空間動態模擬分析方法的優勢，可知在荷載相同的條件下，全預應力混凝土實心方樁撓度相比部分預應力混凝土實心方樁撓度：全預應力混凝土實心方樁的撓度小，抗彎性能效果好；部分預應力混凝土實心方樁撓度變化相比前者較小，抗彎性能有所下降。

3.3 應力分布對比分析下不同類型地下樁的抗彎性能評估

為了分析試驗樁軸向應力分布對地下樁抗彎性能的影響，需要在試驗樁應變片及相關設施的支持下，加強其試驗應力分析。具體表現為：①試驗中試驗樁的最大軸向應力基本都處于跨中純彎段內，非純彎段以及中性軸附近應力變化不是特別明顯，且不同的試驗樁應變片都出現了軸向應力衰減的現象，都是由于應變片超出量程導致退出工作。試驗中全預應力混凝土實心方樁隨著應力變化所承載的極限荷載最大、部分預應力混凝土實心方樁次之、預制樁的最小；②在計算機網絡與信息技術的配合作用下，在計算機三維空間中對三種試驗樁的應力分布及發展進行動態模擬分析，可知：基于全預應力混凝土實心方樁的抗彎抗裂彎矩較部分預應力混凝土實心方樁及預制混凝土實心方樁分別提高了33%和64.7%，極限彎矩較部分預應力混凝土實心方樁及預制混凝土實心方樁分別提高了25.6%和43.7%，全預應力混凝土實心方樁抗彎性能明顯優于部分預應力混凝土方樁以及預制混凝土實心方樁。因此，在保持巖土方向地下樁良好抗彎性能的過程中，應重視全預應力混凝土實心方樁使用。

4 結束語

在巖土方向的地下樁應用過程中，為了保持其良好的應用概況，需要對其抗彎性能進行科學評估，落實好相應的試驗工作。而相比預管樁、預制方樁，預應力混凝土實心方樁實踐應用中的抗彎性能更好，能夠滿足相關實踐生產活動開展的實際需要。因此，在選擇巖土方向的地下樁時，相關人員應重視性能可靠的預應力混凝土實心方樁使用，并開展好這種地下樁的抗彎性能試驗活動，優化巖土方向地下樁性能。

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