第39卷第1期2021年1月Vol.39,No.1 Jan.2021
［文章编号］1009-7767(2021)01-0136-05D01:10.19922/j.l009-7767.2021.01.136管桩和竹节桩抗拔特性对比分析 朱建华】，张义甫2
(1.英达科技集团研究中心，江苏南京210038；2.英达科技集团，江苏南京210038)
［摘要］在南京市建邺区江心洲的地质、地貌、水文环境条件下，采用不同类型的预混凝土预应力抗拔管桩、竹节桩进行沉桩验、结果对比分析，验证了预先分析、设想的标，从而确定出了更适合建场地建筑物基础的桩(［关键词］建筑物*建筑物础；管桩；竹节桩；性对比 ［中图分类号］T1473.1［文献标志码］B
Comparative Analysis of Anti-pull Characteristics Between Tubular Pile and
Bamboo-joint Pile
去氧胆酸
3721上网助手Zhu Jianhua1,Zhang Yif#?
(1.Research Center qf Yingda Technology Co.,Ltd.,Nanjing210038,China；
2.Research Center of Yingda Technology Co.,Ltd.,Nanjing210038,China)
Abstract:Under the geology,geomorphology,hydrology conditions of Jiangxinzhou jianye district in Nanjing,by different types of prestressing of precast cement concrete,pile driving and test result of pile and bamboo pile are compared and analyzed.The goal of analysis and think ahead are verified.The more suitable pile type for the proposed building foundation are decided.
Key words:building；building foundation；anti-pulling pile；bamboo pile；feature comparison
随着改革开放和经济建设的发展,PHC管桩开始大量应用于铁道系统，并扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域#
PHC管桩混凝土强度等级一般不低于C80级，单桩承载力高，施工时不受施工机械能力和施工条件局限，成桩质量可靠，施工速度快⑴。 预应力混凝土竹节桩(TPHC)是通过对PHC管桩桩身的截面变化，使桩身与土体接触更加紧密，加大力力，能高承载能力，使施工，过可，优势较为突出。因，笔.
市建建筑工桩桩工展开，通过对PHC管桩和TPHC竹节桩
［收稿日期］2020-07-02
［作者简介］朱建华，男，工程师，硕士，主要从事建筑、道桥项目工程施工管理工作。2种常用桩桩的应用与，讨论在特定水文、地质条件下的抗拔桩桩型的优选$2%。
1工程水文、地质概况
1.1基本概况
建于市建的，
，路过江通道，东路，与。
1.2水文、地质情况
建为，为预建设用，势较、开，、等不良地质用，1985为5.39〜7.40m叫
质，为土，
为第四系全新统(Q.)的软塑局可：黏土、软一质粉质土、一
第1期朱建华等：管桩和竹节桩抗拔特性对比分析137
砂夹粉土、粉质黏土、稍密局部中密状粉土夹粉砂、粉质黏土；中部为一般沉积的中密状粉砂、局部中密状粉质细砂；下部为中一密实状含砾中粗砂；底部为白垩系上统浦口组(I"P)风化泥质粉砂岩&3'。
综合判定拟建场地为皿类建筑场地，为抗震不利地段&3'。
1.3水文地质情况对桩基设计的影响
场地地下水埋深较浅，上部分布新近沉积的软弱土层，桩基施工时极易引起超孔隙水压力变化，使沉桩区一定范围内的地表和深层土体发生水平、竖，沉入的桩、和上。
，沉桩后的一定时间内，由于桩基周围土体的回弹造成一定范围内向上的竖向位移，桩基整体回弹及产生向上位移。
桩基时地基地下水的力建筑上的，桩基
的抗拔能力。桩基施工时孔隙水压力和土的施，合沉桩，
沉桩，减小挤土沉桩、邻近、地下和基生的不利。
2施工工艺介绍
2.1施工准备
1)施工前应详细勘察现场，了解周围构造物和
，施工顺序和。
2)工场地“三通一平”，
力的。
3)和材料的准备。该项
力压桩施工，拟的
表1⑷。
表1施工主要设备投入
名称途
静力压桩机压桩施工
发电机力
电焊机桩
吊机预制桩吊运
运输车材料场内运输
水准仪等检测仪器高程控制
2.2工艺流程⑸
桩机放样一!桩机就位一!预制桩起吊就位一!沉入第1节预桩—■接桩—■终压！。3管桩和竹节桩对比
3.1桩型选择
鉴于地块水文、地质对桩基的影响，该项目桩基通过设计计算，拟选定PHC600(110)B-C80管桩和T-P
HC-C600-560(120)B-C80竹节桩作为抗拔桩试桩的2种桩型。抗拔桩预深度为15m，考虑到地下室层高6m，以其自然地面标高计算，深度按照21m(15.0+6.0m)进行沉桩。
于江心洲类漫滩地形，地下水位比较高，因此拟建1层地下室结时，地面上宜建造低层建筑。
桩基的抗拔性桩网设计的关键参数，
建筑物桩基稳固性能起到决定性的。竹节桩在长度外径具有差别，节距的台阶使得桩基周围土体桩基起到了锁定作用，所以，桩与竹节桩的外形差别决定了竹节桩比直径桩具有更强的抗拔性，：在同等长度状态下或者单位长度的抗拔力，竹节桩大于等外径的管桩。
试桩施工的抗拔桩分别4个不同位置进行试验，再2种抗桩试桩检测结果，最后决定抗拔桩的结型号，并进行桩网结构的精与验证。
3.2桩位选择
按照拟建地块的地形，分别设定预应力水泥混凝土抗拔管桩为SZ2-1、SZ2-2、SZ2-3、SZ2-4和预应力水泥混凝土抗拔竹节桩为SZ3-1、SZ3-2、SZ3-3、SZ3-4。
3.3沉桩施工
按照施工计划1周内完成4根抗拔管桩和4根抗拔竹节桩的沉桩施工。抗拔桩，有效桩长为15m，沉桩施工由当地面标高算起，抗桩总长度为21m；再根据地质勘探报告记录，抗拔桩沉
桩深度进入地质层的③2层。
3.4试验结果及分析
因抗桩的抗拔力主要依靠桩身和土体的摩擦力，桩身进入土地的深度越大，所的力就大，的抗力就大，
试验数沉桩深度进行记录并分。
3.4.1试验结果
按照规定沉桩试验施工结束158后，即桩基周围土体回弹稳定后，按照JGJ106—2014《建筑桩基检测范》沉桩结单桩抗
力值检测。
138彳苯技*第39卷
抗拔管桩与抗拔竹节桩沉桩压力-深度平均值试桩结果见表2，抗拔管桩竖向静载拉力-累计位移值检测结果见表3，抗拔竹节桩竖向静载拉力-累计位移值检测结果见表4⑹。 表2抗拔管桩与抗拔竹节桩沉桩压力-深度平均值试桩结果深度/m管桩SZ2/kN竹节桩SZ3/kN
4.8441441
9.6646519
12.8882712
16.01055898
16.814491166
湖南卫视智勇大冲关17.618271449
18.420481607
19.224571670
19.625201796
20.024892079
20.426302480
20.827092709
21.02720
表3抗拔管桩竖向静载拉力-累计位移值检测结果
载/SZ2-1位移/SZ2-2位移/SZ2-3位移/SZ2-4位移/ kN mm mm mm mm
230 2.05 1.66 1.47 1.63
345 3.16 2.62 2.32 2.60
460 4.24 3.73 3.31 3.67
575 5.35 4.85 4.61 4.95
690 6.23 5.87 5.74 6.17 78213.4412.6913.5912.89 57512.8412.3613.1312.54 34512.5511.9212.8712.18
012.2611.7312.5911.76
思梦论坛表4抗拔竹节桩竖向静载拉力-累计位移值检测结果
载/SZ3-1位移/SZ3-2位移/SZ3-3位移/SZ3-4位移/ kN mm mm mm mm
240 1.090.570.650.91
360 1.74 1.12 1.04 1.82
480 2.48 1.76 1.64 2.86
600 3.35 2.67 2.34 4.16
720 4.34 3.69 3.22 5.54
840 5.49 4.79 4.257.03
960 6.62 5.76 5.498.45 99013.8313.7414.2216.37 84013.6213.3813.9616.18 60013.3213.1613.6715.95 36013.1913.0813.4215.82
012.9212.9413.2915.573.4.2试验分析
1）抗拔管桩深度-压力曲线见图1
图1抗拔管桩深度-压力曲线
由图1可知，抗拔管桩在不同点位、不同地质层位和同一地质层位的顶板埋深具有波动性，而且由于其不同的地质密度和含水量，压桩阻力也不同；每根抗拔管桩进入设计的特征地质层③*的深度不同，所以，最大压力值也不同。
2）为比较抗拔管桩与竹节桩的特点，采用抗拔管桩和竹节桩的沉桩平均深度和平均压力作为各自类型桩基的代表值，2不同桩基在同一地、同一地质的特点$抗拔管桩与抗拔竹节桩沉桩压力-深度平均值曲线见图2$
由图2可知，因为竹节桩在长度方向上的外径具有等节台阶差别，最先进入地面的为竹节桩的最大直（600mm）处，所以在沉桩时，由于大直同一个先，沉桩的较小直（560mm）基与桩基的不$其与管桩较在进入地面深度同时，由于竹节桩与面积比管桩，竹节桩的沉桩压力比管桩$在进入同设计特征地质深度③2时，由于管桩和竹节桩的先导直同，所以其沉桩阻力也同$，由于同地质层的顶板埋深具有波动
第1期朱建华等：管桩和竹节桩抗拔特性对比分析139
性，所以先导直径桩进入设计特征地质层的深度易不同，故沉桩的最大压力值仍是不同的。
3）抗拔管桩竖向静载拉力-累计位移曲线见图3。
16
2
020*******
电容式压力传感器荷载/kN
800图3抗管桩竖向静载拉力-累计位移曲线
由图3可知，由于抗拔管桩的设计有效长度较小，仅压入地质层③2，不是设计的特征地质持力层，所以在竖向静载的卸载阶段，各抗拔管桩累计位移值的离散程度较小，说明各个抗拔管桩在卸载时的回弹变形量受地质条件差异影响很小⑹。
4）抗拔竹节桩竖向静载拉力-累计位移曲线见图4⑹。
40060080010001200
荷载/kN
权重计算
图4抗拔竹节桩竖向静载拉力-累计位移曲线
由图4可知，无论是在竖向静载的加载、滑卸载阶段，竹节桩抗管桩较，竖向静载拉力-累计位移曲线有明的差别，个阶段离散值都管桩更大o出现这样的现象，了各竹节桩在不同的位、地质条件有差，更 的竹节桩的径在度方向的有⑺。
竹节桩由于径不同，在度向有节距的大、小直径，大直径与小直径有
阶，沉桩15d以，由于桩
的回弹，竹节桩的个度向，无论是大直径
是小直径的所，由于在大、小直径的阶位的
，无论是竖向加载是载程，桩的是以在阶的力所
的力桩位移的力，不抗拔管桩在个度向，管桩位移是以管桩径的力现。竹节桩
的力量说，抗管桩径的力大，地质条件的异抗拔管桩更。所以，在竖向静载加载、卸载过程都现出抗拔管桩具有更大的离散度。
特 说明的是竹节桩SZ3-4，桩
（静载）受地质图可知，该桩所在位的地质层②$特，③1特&
地块的2016GY14程察冲的水文地质条件部分可知，②1黏②$淤泥质粉质黏透水性较弱，属微透水地层，又属饱和水地层，属于软-塑型和软-流塑型土质&两地质总厚度超过12/，占抗拔桩总长度（21/）的57%。故SZ3-4竹 节桩在同竖向静载拉力时，呈现出他竹节桩更大的累计位移量&
了抗管桩竹节桩的竖向静载抗性能的差进行分析，现将4不同位的抗管桩4不同位的竹节桩竖向静载拉力状态下的累计位移（U-8值）曲线移到同一个坐标系下，并取4桩的平累计位移值并绘图。管桩竹节桩竖向静载拉力-平累计位移结果见5，竖向静载抗荷载-累计平位移曲线见图5&
由图5可知，在抗管桩竹节桩竖向静载拉力的加载阶段，竖向静载拉力同时，竹节桩由于大、小直径的阶桩的，竹节桩的累计位移值明抗管桩小;
继续加载到抗管桩的滑临界时，2种抗
桩的累计位移值同，但竹节桩的抗能力明；抗管桩大；在抗的临界继续加载直到每种抗桩达到最大竖向静载拉力时，滑区2种抗
桩的曲线本处于平行状态，即2条曲线的斜率在这一阶段本&所以，经计算可以出：竹节桩的最大抗能力是抗管桩的1.30〜1.35倍；在最大竖向静载的卸载阶段，仍然是由于竹节桩大、小直径的阶的，
累计
140彳苯技*第39卷
表5管桩与竹节桩竖向静载拉力-平均累计位移试验结果荷载/kN管桩平均位移/mm竹节桩平均位移/mm
230 1.190.65
240 1.310.82
345 2.68 1.40
360 2.80 1.43
460 3.74 1.98
480 3.87 2.19
575 4.94 2.98
600 5.22 3.13
690 6.02 3.90
720 6.66 4.20
78213.15 4.77
840 5.39
960 6.58
99614.54
84014.29
60012.8014.00
57512.72
36012.4113.88
34512.38
012.0913.68
图5竖向静载抗拔荷载-累计平均位移曲线
位移量在整个卸载阶段比抗拔管桩大。但是，该阶段2条累计位移曲线也基本处于平行状态，即卸载阶段2条曲线的斜率也基本相等，而竹节桩的累计位移值较抗拔管桩的累计位移值仅大1.20〜1.59mm o
3.4.3试验结论
由以上沉桩试验与检测结果分析可得出竹节桩的优势为：
1)沉桩消耗功率比较小，施工时可节约功率%节约施工成本；
2)由于沉桩时的球头%球座的快速%直接与桩内主筋连接，免除了接桩的焊接时，以沉桩施工速快；
3)桩与桩之间的连接使用专用环氧树脂胶密圭寸，桩连接的部件上的具有密封、防腐作用，以连接更可，寿；
4)大%小直成等节的阶，桩基周围
沉桩桩的作，载，是抗拔管桩的1.30〜1.35，而内成的得桩条件小，桩；
5)竹节桩筋结构和桩连接结了在与基筋连接时，桩头而桩内主筋与头处的筋直接连接，了施工期并可节省大量施工。
4结语
在仅了2抗拔管桩竹节桩的对比试验，由于竹节桩的计结 ，成了抗拔竹节桩在抗拔的优势。
竹节桩除了具上的优，与格相的管桩相比较，单价可较，但是
在整桩计时，由于整抗载，，以在%的条件，竹节桩
的桩可以，即的抗桩沉桩量可以，，也具了的优势。
仅以典型的江心洲漫滩作为研究象，实际上，竹节桩完可以扩展到、河%湖、海沿岸的滩涂软条件下的筑工程中，发挥独特的优势，而作为筑物的基，在i 条件较好的，相信竹节桩也够发挥出大的优。
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2016.
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