预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验研究

许淑珍

（山西电力职业技术学院 山西太原 030021）

加强预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验研究，有利于优化岩土方向地下桩的使用功能，实现对预管桩、预制方桩实践应用中抗弯性能不足问题的有效应对，并为预应力混凝土实心方桩应用范围扩大打下坚实的基础。因此，实践过程中应根据实际需要，落实好预应力混凝土实心方桩性能试验研究工作，全面提升对这种地下桩的整体认知水平，从而为我国岩土方向地下桩性能优化提供必要的参考信息。

1 预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验概况分析

为了实现对预应力混凝土实心方桩抗弯性能评估，确保其应用有效性，应对其进行抗弯性能方面的试验，并加强这种地下桩的试验概况分析。具体表现为：①结合预应力混凝土实心方桩的应用概况及功能特性，开展与之相关的破坏试验；②为了确保试验结果科学性，应在抗弯性能试验中对其桩身应力进行监控，加强其应力分布状况分析；③对抗弯性能试验中的挠度变化、裂缝发展等进行充分考虑；④设置好不同类型的地下桩（全预应力及部分预应力混凝土实心方桩、预制方桩），给予该试验顺利进行必要的支持。

2 预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验中的仪器设备及试验桩制备

试验中的仪器设备内容包括：采用了符合行业技术规范要求的反力架加载装置，且其能够承受一定大小的竖向负载：最大为1500kN；选用了功能强大的静态应变测试系统，并在电阻应变片的支持下，满足了试验人员试验中的应变观测需求；在挠度变化分析中，运用了电子位移计；在对该地下桩裂缝发展分析中，为了确定试验中的裂缝宽度，运用了量程与精度分别为2mm、0.05mm的裂缝宽度测量仪。实际操作中通过对这些设备的配合使用，有利于实现预应力混凝土实心方桩抗弯性能评估，确保其应用效果良好性。

3 预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验结果分析

3.1 裂缝宽度对比分析下不同类型地下桩的抗弯性能评估

该试验中为了得到所需的试验结果，需要对荷载影响下全预应力及部分预应力混凝土实心方桩、预制桩这三种不同地下桩抗弯性能进行对比分析。具体表现为：①在破坏试验的支持下，通过对试验中不同地下桩荷载的加载，发现桩的纯弯段出现的垂直裂缝最多，且随着时间的推移及荷载的持续增加，桩的裂缝宽度逐渐增加并向中和轴延伸；②在达到破坏荷载时，预制桩的最大裂缝宽度最大，而全预应力混凝土实心方桩在破坏试验影响下出现的最大裂缝宽度小于部分预应力混凝土实心方桩，客观地说明了全预应力混凝土实心方桩在实践应用中的抗弯性能可靠性强、潜在应用价值大。

3.2 挠度变化对比分析下不同类型地下桩的抗弯性能评估

挠度变化与地下桩抗弯性能之间有着密切的联系：挠度变化大，说明地下桩应用中有着良好的延性，从而为地下桩的安全使用及实际作用的充分发挥提供科学保障。在此背景下，若极限破坏时桩的挠度大，则说明该地下桩的抗弯性能良好；反之亦然。试验过程中对全预应力及部分预应力混凝土实心方桩、预制桩这三种地下桩在计算机三维空间中挠度变化的动态模拟分析，可知：①极限破坏时，相比预应力混凝土实心方桩，预制桩的跨中挠度小，客观地说明了其抗弯性能相比预应力混凝土实心方桩：预制桩的延性不足，预应力混凝土实心方桩的延性更好；②在不断加大荷载的前提条件下，借助计算机三维空间动态模拟分析方法的优势，可知在荷载相同的条件下，全预应力混凝土实心方桩挠度相比部分预应力混凝土实心方桩挠度：全预应力混凝土实心方桩的挠度小，抗弯性能效果好；部分预应力混凝土实心方桩挠度变化相比前者较小，抗弯性能有所下降。

3.3 应力分布对比分析下不同类型地下桩的抗弯性能评估

为了分析试验桩轴向应力分布对地下桩抗弯性能的影响，需要在试验桩应变片及相关设施的支持下，加强其试验应力分析。具体表现为：①试验中试验桩的最大轴向应力基本都处于跨中纯弯段内，非纯弯段以及中性轴附近应力变化不是特别明显，且不同的试验桩应变片都出现了轴向应力衰减的现象，都是由于应变片超出量程导致退出工作。试验中全预应力混凝土实心方桩随着应力变化所承载的极限荷载最大、部分预应力混凝土实心方桩次之、预制桩的最小；②在计算机网络与信息技术的配合作用下，在计算机三维空间中对三种试验桩的应力分布及发展进行动态模拟分析，可知：基于全预应力混凝土实心方桩的抗弯抗裂弯矩较部分预应力混凝土实心方桩及预制混凝土实心方桩分别提高了33%和64.7%，极限弯矩较部分预应力混凝土实心方桩及预制混凝土实心方桩分别提高了25.6%和43.7%，全预应力混凝土实心方桩抗弯性能明显优于部分预应力混凝土方桩以及预制混凝土实心方桩。因此，在保持岩土方向地下桩良好抗弯性能的过程中，应重视全预应力混凝土实心方桩使用。

4 结束语

在岩土方向的地下桩应用过程中，为了保持其良好的应用概况，需要对其抗弯性能进行科学评估，落实好相应的试验工作。而相比预管桩、预制方桩，预应力混凝土实心方桩实践应用中的抗弯性能更好，能够满足相关实践生产活动开展的实际需要。因此，在选择岩土方向的地下桩时，相关人员应重视性能可靠的预应力混凝土实心方桩使用，并开展好这种地下桩的抗弯性能试验活动，优化岩土方向地下桩性能。

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