预应力管桩上浮的主要原因包括:
1. 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,会被动地向上挤密或蠕动,导致土体竖向应力相对减少,进而造成土体向上移动、地面隆起。桩身因此受到向上的摩擦力,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,这也是造成桩体上浮的一个重要原因。
2. 施工方法的影响:锤击法沉桩相较于静压法,更容易导致桩顶上浮。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。应力波通过桩周土向桩四周传播,同时桩周土也产生向上的应力波,从而使其他相邻桩受到向上的力并移动。当桩间距较小时,锤击沉桩对其他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。此时需要采用送桩器把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,进而造成桩顶上浮。
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,应根据具体情况采取相应的防治措施,以确保桩基的稳定性和安全性。