随着我国经济快速发展，土地资源也越来越紧张，如何有效处理天然地基土，满足建筑设计要求成为新趋势。预应力混凝土管桩在地基处理方面因其桩身强度高、单桩承载性能良好、成桩质量可靠、单位造价比普通桩低廉等特点在不同地质工程中得到应用。时炜[1]、张华刚[2]分别通过工程实例研究预应力混凝土管桩在软土地基及基坑支护中的应用，为今后工程应用提供参考。王清[3]系统介绍预应力混凝土管桩的性能特点、设计计算方法、施工工艺，从而推广了该桩型的应用。高文生[4]进一步分析探讨预应力混凝土管桩的质量控制措施，提高了预应力混凝土管桩的工程质量和经济效益。郑俊杰[5]从挤土效应、土塞效应、设计方法和施工工艺等4个方面对预应力混凝土管桩进行了详细地论述。

本文结合焦作市某桩基工程，简化桩土模型。利用有限元软件Abaqus对预应力混凝土管桩的承载性能进行模拟，并将数值模拟结果与工程现场的实测数据进行对比分析，为今后预应力混凝土管桩的设计、施工提供参考。

1　工程概况

该工程为焦作市某住宅小区19#楼项目，结构形式为框架剪力墙，建筑层数7层。基础类型为PHC400(95)AB预制混凝土管桩，成桩工艺为静力压入，设计桩截面尺寸桩径为400 mm，壁厚100 mm，桩长23 m。桩身混凝土强度设计等级取C80，共232根。单桩竖向抗压承载力特征值设计为800 kN。工程地质概况如表1所示。

 

表1　场地工程地质概况

  

层号岩性层厚/m承载力特征值/kPa极限侧阻力标准值qsik极限端阻力标准值qpk1粉质粘土1．20～2．2016046-2粉质粘土夹粉土2．60～6．0020054-3粉砂6．00～9．502506570004粉质粘土14．50～17．501905014005粉质粘土在60．0m勘探深度范围内未揭穿260--

经现场勘察及室内土工试验知，本工程施工场地不存在不良地质作用，地基土均匀良好，适宜进行建筑施工。住宅楼使用天然地基时，地基土承载力不能满足要求，可采用桩基础。

由表2可知，20%氨水耗量为4.94 kg/t，SGH蒸汽为101kg/t（蒸汽参数表压为3.4MPa、360℃），运行成本高达36.5元/t，SNCR+SCR系统NOx排放值可稳定控制在75 mg/m3，氨逃逸可控制在2.5 mg/m3以内。该垃圾焚烧电厂脱硝系统运行数据见图 4～5。

2　单桩承载力估算与竖向抗压静载荷试验

单桩竖向抗压承载力特征值是否满足设计要求的判定方法为：对193#、213#、222#三根单桩进行竖向抗压静载荷试验。试验方法为慢速维持荷载法，采用能提供反力不小于1 920 kN的堆重平台作为加载装置。

2.1　单桩承载力估算

在计算单桩极限承载力时，依据《建筑桩基技术规范》[6]中的公式计算单桩竖向极限承载力：

Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp　　　=3.14×0.4×(42×2+54×5+65×7+50×9)

+[1400×3.14×(0.22-0.12)]=1713.18kN

(1)

式中：Qsk、Qpk分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；u为桩身周边长度，m；Ap为桩底端横截面面积，m2；qsik为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，kPa； qpk为极限端阻力标准值，kPa；li为第i层岩土厚度，m。

2.2　加载、沉降观测与卸载

施加一个级别的荷载后，测读第5 min、15 min、30 min、45 min、60 min时间点的桩顶沉降量，之后的测读每30 min进行一次。卸载采用逐级等量的卸载方式，每级的卸载量为一个级别加载量的2倍。分级进行卸载时，按照规范要求每次卸载维持时间应为1 h，测读桩顶沉降量的时间间隔为15 min、30 min、60 min，完成后进行下一级卸载。卸载全部完成后维持3 h，再对桩顶进行残余沉降的测读，前两次测读时间间隔15 min，然后每间隔30 min进行一次。193#、213#桩、222#桩的Q-S曲线分别如图1、图2、图3所示。

《世说新语》对陆游的影响几乎贯穿其成年直至去世前不久，其作品中的《世说新语》“元素”丰硕，《世说新语》对陆游的创作产生了较大影响。

加载方式为逐级等量，取最大加载量的1/10为一个分级的加载量，第1级荷载取分级荷载的2倍。即第一级加载320 kN，之后每级加载160 kN，最大加载至1 600 kN。

尾水渠开挖总的施工程序是自上而下施工，先覆盖层，后石方无用料开挖，再进行石方有用料(用于堆石坝填筑)分层开挖。半河床半河岸段，逆水流方向分段开挖。分段长度约200m。各级开挖边坡形成之前完成相应高程的地表及生态放流的引排水施工。

2.3　试验结果分析

  

图1　193#桩的Q-S曲线　　　　　　　图2　213#桩的Q-S曲线　　　　　　　图3　222#桩的Q-S曲线

《建筑基桩检测技术规范》中规定:某级荷载作用下，桩顶沉降量超过40 mm或桩顶沉降量大于上级荷载作用下桩顶沉降量的5倍即可停止加载。从图1～图3可知，桩顶荷载达到1 600 kN，193#桩顶沉降量为11.28 mm，213#桩顶沉降量为5.11 mm，222#桩顶沉降量为5.18 mm。由于土层与施工工艺等原因，导致193#桩顶最大沉降量比另外两根桩沉降量大，但仍均满足《建筑基桩检测技术规范》中对桩顶沉降量的要求。在第10级荷载作用下，193#桩顶沉降量为2.97 mm，213#桩顶沉降量为0.97 mm，222#桩顶沉降量为0.98 mm。从Q-S回弹曲线可知，全部荷载卸除后193#桩最大回弹量4.16 mm， 回弹率为33.7%，桩顶残余沉降变形8.19 mm。213#桩最大回弹量1.91 mm， 回弹率为36.9%，桩顶残余沉降变形3.23 mm。222#桩最大回弹量1.97 mm， 回弹率为37.2%，桩顶残余沉降变形3.23 mm。

参考文献：

《建筑桩基检测技术规范》中规定：单桩竖向抗压承载力特征值可取最取加载量荷载值的一半，本桩基工程中的取值为800 kN。

3　Abaqus模拟分析

本文结合本工程现场预应力混凝土管桩实测数据，利用有限元软件Abaqus对现场预应力混凝土管桩进行数值模拟，分析其竖向荷载作用下的沉降量。

3.1　桩土模型参数

足够大范围的桩周土体能够保证计算的精度，本文采用直径为10 m的桩周土体。桩型的取值与现场静载荷试验的的桩型保持一致，即：桩长L=23 m，桩径D=400 mm，壁厚d=100 mm，桩体拟采用线弹性模型，土体采用Mohr-Coulomb模型。预应力混凝土管桩与各个土层参数如表2所示。

 

表2　土层及桩模型参数选取

  

项目密度ρ/(g．cm-3)弹性模量E/MPa泊松比μ粘聚力c/kPa摩擦角/°粉质粘土18．51500．383518粉质粘土夹粉土251450．31810粉砂243350．33036粉质粘土234400．354830桩193×1040．2--

3.2　模型建立

本文运用Abaqus软件对预应力混凝土管桩进行沉降模拟，得到的模拟沉降曲线与静载荷试验沉降曲线基本一致，说明了本文建立模型与参数选取的合理性。从数值模拟结果可以看出，增加桩径、桩长都可以提高预应力混凝土管桩的承载性能，但桩径、桩长增大到一定值以后，对管桩承载性能的提高作用越来越小，相应也会造成混凝土的浪费。通过现场静载荷试验结果与数值模拟结果的对比分析，桩长20 m，桩径400 mm和壁厚100 mm的预应力混凝土管桩适合在本工程中应用。

压力作用在桩顶部，沿Y轴负方向竖直向下。模型底部设为固定全约束，模型周围节点不能沿水平移动。[7]

学生分组实验，教师巡回并组织交流：先小组尝试拼装5分钟，暂停一下，请一些小组来谈体会，然后再小组继续拼装。（在分享时，学生又出现了争论）

  

图4　有限元模型网格划分及边界条件示意图

3.3　模拟现场载荷结果

模型的加载方式与现场静载荷试验的加载方法保持一致，即初始加载320 kN，然后逐级加载，每级荷载160 kN共10级，最大加载到1 600 kN。

桩顶竖向荷载Q与桩顶沉降S曲线如图5所示。从图5可以看到，有限元软件的计算结果与现场实测数据保持一致，说明了本文数值模型与参数选取的合理性。但是由于数值模拟很难做到模型与参数的精确选取，且没有考虑到土体孔隙渗流，桩土接触特性等原因，不免存在一些误差。

  

图5　试验桩与模拟桩对比Q-S曲线

3.4　选取桩型对桩承载性能的影响

工程原形桩长L=23 m，保持其不变的条件下通过改变桩径D与壁厚d进行组合，选取D=350 mm、d=90 mm;D=400mm、d=100 mm;D=450mm、d=110 mm;D=500mm、d=120 mm共4种桩型进行数值模拟计算。沉降曲线如图6所示。

从图7可以看到，荷载级别相等的条件下，桩长的增加使桩顶沉降量逐渐减小，桩体承载性能得到了提高；桩长L=17 m时，其沉降量明显下降过大，桩长L=20 m时，其桩顶沉降量与桩长L=23 m数值处于一种接近的状态，处于对桩顶沉降的要求的范围内。这说明桩长L=20 m时，其承载性能就可以满足设计要求。再次增加桩长为L=26 m时，桩顶的沉降有所减小但是减小的趋势并不明显。由此可见，桩长20 m的预应力混凝土管桩完全能够满足本工程对桩基承载性能的要求，为了工程的经济性，建议选用。

从图6可知，随着荷载的增加，4种桩型呈现出相似的沉降趋势；随着桩径与壁厚的增加桩顶沉降量逐渐减小；相同荷载下不同桩型桩顶的沉降差异较为明显，尤其是桩径D=350 mm、d=90 mm，其沉降较另外三种桩型差异较大，处于一种危险状态。D=400 mm、d=100 mm；D=450mm、d=110 mm；D=500mm、d=120 mm条件下虽然都没有达到极限破坏状态，但是随着桩径与壁厚的增加，也会产生不经济的问题，所以本工程采用D-d=400 mm-100 mm桩型参数是较为合理的。

  

图6　桩径-壁厚对桩承载性能的影响　　　　　　　　　图7　桩长对桩承载性能的影响

3.维持试验检测室内环境的恒定，优化实验室环境。注重实验室内部温度以及空气循环系统的升级与改建，保持实验室内温度恒定以及整洁，对检验后的样品进行及时处理和数据记录，规范数据结果的保存以及留档。

为创建会聚研究生态系统，推动会聚项目的有效开展，国家科学基金会还提出了三步走实施方案：2017年确定会聚项目的具体特征，建立评审标准并进行评审试点；2018年继续完善会聚项目评审程序，扩大会聚研究群体，考虑引入不同的会聚项目运行模式；2019年建立可持续的会聚研究计划，关注下一代会聚研究人员的培养，分析和评估会聚研究的机遇及当前不足[7]。目前，国家科学基金会将以下4点作为会聚项目的评审标准：

4　结　语

模型为三维实体模型，网格划分为靠近桩体网格的较为密集，远离桩体的网格较为稀疏。这样保证计算模型的合理性，重点关注了桩周土体的受力情况，又减轻了数值模拟软件的负担，提高计算效率有限元网格划分如图4所示。

荷载加至最大值1 600 kN时，3根试验桩Q-S曲线线型相似，均呈缓慢下降趋势，没有明显的弯折陡降，即3根试验桩都没有达到极限状态，可以认为其极限承载力均大于1 600 kN。与《建筑桩基检测技术规范》中提供的承载力估算公式得出的估算值1 713.18 kN接近。

保持桩截面尺寸D=400 mm、d=100 mm不变，选取L=17 m、L=20 m、L=23 m、L=26 m 4组桩长进行数值模拟计算，沉降曲线如图7所示。

[1] 时炜.预应力混凝土管桩在软土地基中的应用[J].安徽建筑,2016(1):160-161.

[2] 张华刚.预应力混凝土管桩在基坑支护中的应用[J].山西建筑,2011,37(15):69-70.

[3] 王清,陈磊,匡红杰,等.预应力混凝土管桩轴心受压承载力计算 建筑结构,2011,41(2):113-114.

[4] 高文生.关于预应力混凝土管桩工程应用中的几点认识[J].岩土力学,2015,36(2):610-613.

教学效果：通过具体的任务驱动，项目教学，学生亲自动手操作，参与了整个学习过程，看到了效果，感到很好玩，提升了学生的成就感。每完成一个任务，都对完成情况进行总结，对于表现好的小组，进行表扬，对于效果不理想的小组，及时分析原因。每个学生都参与到整个教学过程，增强了学生学习本门课程的兴趣，培养了学生的职业素养。

[5] 郑俊杰.预应力混凝土管桩研究与应用进展[J].平顶山工学院学报,2004,13(4):51-55.

再次，是将数据统一结构化。大数据中的数据有些是零散的，有些是半成型的，在数据整理过程中，要将这些数据都变成统一的结构化数据，以便形成更加全面的客户风险管理体系。

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ106-2014建筑桩基检测技术规范[S].2014:13-18.

[7] 费康.Abaqus在岩土工程中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

就目前而言的计算机网络技术相关系统不存在绝对的安全，系统中都会存在一些漏洞或者隐患，例如目前的主流系统苹果与Windows中都有一定的问题存在。通过计算机网络技术的指导，全部操作系统的权限都为开放式，由该相关构造的系统造成安全隐患产生在源头上面，在这种情况下运用计算机进行文件传输、下载App、储存文件等操作时，都可能造成计算机本身有蓝屏或者是黑屏的问题出现。基于上述对计算机安全问题的分析，得出开放式系统存在固有式安全隐患，该问题的存在给网络安全带来了严重威胁与挑战，在未来的发展过程中应着重解决该问题，提升计算机安全性能。