管桩上浮主要由以下几个原因导致:
1. 土层沉降不均、雨量过大、基础承载力不足、季节变化等自然因素,这些会导致土壤条件发生变化,进而引起管桩在土壤中的位置移动。这些自然因素会影响土体的稳定性,使得管桩周围的土体发生松动或位移,从而导致管桩上浮。
2. 挤土效应。在沉桩过程中,桩体挤入土体,使得土的孔隙率减少,土体在水平方向被挤密后,会向上挤密或蠕动。这种向上的土体移动会对桩身产生向上的摩擦力,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. 施工方法的影响。例如,锤击法沉桩时,落锤作用在桩顶,桩身产生竖向应力波,这个应力波会通过桩周土向四周传播。桩周土也会产生向上的应力波,使得其他相邻桩受到向上的力并移动,导致上浮。特别是当桩间距较小时,锤击沉桩对其他桩产生的上浮力会更大。
4. 土体回弹。在某些设计情况下,如框构桥基底采用管桩加固时,桩顶高程在自然地面以下。当基坑开挖后,由于基底卸载使土体回弹,也会造成桩顶上浮。
管桩上浮是由多种因素共同作用的结果,包括自然因素、挤土效应、施工方法以及土体回弹等。在实际工程中,需要根据具体情况分析上浮原因,并采取相应的补救措施来确保工程的稳定性和安全性。