预应力管桩上浮的原因主要有以下几点:
1. 挤土效应:在沉桩过程中,桩体挤密了周围土体,导致土的孔隙率减少。土体在水平方向被挤密后,会向上挤密或蠕动,由于竖向应力相对减少,土体因此向上移动,地面隆起,桩身受到向上的摩擦力,从而使桩体上浮。特别是在饱和粘性土中,沉桩挤土会产生超静孔隙水压力,这也是导致桩体上浮的一个重要原因。
2. 施工方法的影响:锤击法沉桩时,桩顶上浮的现象比静压法更为明显。当落锤作用在桩顶时,桩顶下移,根据应力波理论,桩身会产生竖向应力波,该应力波通过桩周土向四周传播。桩周土也产生向上的应力波,导致其它相邻桩受到向上的力并移动。当桩间距较小时,锤击沉桩对其它桩产生的上浮力会更大。
3. 土体回弹:在某些设计情况下,桩顶高程位于自然地面以下,例如框构桥基底采用管桩加固时。这时需要使用送桩器将管桩送到地面以下较深的位置。基坑开挖后,由于基底卸载,土体可能会发生回弹,进而导致桩顶上浮。
预应力管桩上浮的原因主要包括挤土效应、施工方法的影响以及土体回弹等。在实际施工中,需要根据具体情况采取相应的防治措施,以确保桩体的稳定性和施工质量。