管桩上浮的原因主要与以下几个因素有关:
1. 地下水位变化:如果预制管桩安装的区域地下水位发生改变,例如下雨天或地下水位上升,这会对周围的土壤水分造成影响,增加孔隙水压力,从而导致管桩上浮。
2. 挤土效应:在沉桩过程中,桩体挤密了周围土体,使土的孔隙率减少。土体在水平方向被挤密后,会向上挤密或蠕动,造成土体向上移动,地面隆起,桩身因此受到向上的摩擦力,导致桩体上浮。特别是在饱和粘性土中,沉桩挤土产生的超静孔隙水压力也是造成桩体上浮的一个重要原因。
3. 施工方法和桩间距:锤击法沉桩比静压法更容易导致桩顶上浮。当桩间距较小时,锤击沉桩对其他桩产生的上浮力会更大。桩基础密集、土饱和密实,以及桩间距过小,也会在沉桩时使土被挤到极限密实度而向上隆起,导致相邻的桩上浮。
4. 土体回弹:在某些情况下,如框构桥基底采用管桩加固时,桩顶高程在自然地面以下。基坑开挖后,由于基底卸载使土体回弹,也会造成桩顶上浮。
管桩上浮的原因是多方面的,包括地下水位变化、挤土效应、施工方法和桩间距以及土体回弹等因素。为了预防和控制管桩上浮,需要在施工前进行充分的地质勘察和设计,并采取相应的预防和控制措施。