预应力混凝土管桩

预应力混凝土管桩 预应力管桩的国内外发展 在国外 混凝土桩已有近百年历史 混凝土管桩约有60年历史 预应力混凝土管桩约有40多年历史 预应力高强混凝土管桩亦有20多年历史 预应力混凝土管桩由于具有良好的技术性能和显著的经济效益等优点 越来越被重视 应用范围越来越广 一 国外的发展 1920年澳大利亚发明了离心法制作混凝土制品 1925年日本引进了这种技术用于钢筋混凝土管桩 1934年开始制造离心混凝土管桩 RC管桩 1962年开发了预应力混凝土管桩 PC管桩 1970年日本开发了离心预应力高强度混凝土管桩 PHC管桩 日本混凝土管桩发展很快 据统计 日本从1952年的5万吨 约14万m3 发展到1972年年产738万吨 约1970万m3 1990年年产达810万吨 约2160万m3 同时于1968年制订了国家标准JISA5335 5336 1982年又制订了国家标准JISA5337 10年后于1993年又修订了国家标准JISA5337 93 目前在日本PHC管桩已占混凝土桩的90 以上 生产的管径达 20mm 离心混凝土强度达C100 美国混凝土学会 ACI 1961年就成立了第543专业委员会 1973年又提出了混凝土桩的设计 制造和安装规程 美国主要生产后张法预应力混凝土方桩和外方内圆的空心桩 在高速公路工程上曾采用了世界上最长的达88m的这种桩 德国生产离心成型的混凝土管桩 Zublin公司生产的管桩可达750mm 50m 850mmx42m锥形管桩可达1300mm 1000mm 20m Centricon公司生产的管桩可以达到1200mm 36m 意大利生产的管桩在港口码头上得到广泛应用 其最大管径达1800mm 最长桩达37m 荷兰曾在桥梁工程中使用直径达4m的预应力混凝土管桩 东南亚地区如马来西亚亦在近年发展了PHC管桩 其生产的管桩最大管径达1200mm 长度最长达46m 二 国内的发展 1944年我国开始生产RC管桩 20世纪60年代研制PC管桩 1969年开始批量生产 70年代研制后张法预应力悬滚离心混凝土管桩 雷蒙特桩 80年代以来 我国开始研制PHC管桩 1992年我国制定国家标准 先张法预应力混凝土管桩 GB13476 1992 1984年广东省开始研制和应用 1987年上海交通部第三航务工程局混凝土预制品厂从日本引进了PHC管桩的制造技术和2I3适用范围设备 开始用于码头等水上工程 同一年广东省有的厂家参照英国BS标准和日本JIS标准 主要生产设备从国外引进 软件以国内为主开发了PHC管桩 近十五年来我国管桩行业的发展 无论产品品种还是产量都达到了世界前列 成绩显著 目前国内已经有很多具有相当实力的公司在进行管桩的研究与制造 例如云南中技管桩有限公司拥有独立自主知识产权的离心法预应力混凝土空心方桩及与其配套使用的空心增效桩尖已经在工程中大量使用 预应力管桩的优缺点 预应力管桩不仅具有和普通管桩一样的优点 而且由于其自身特点同时具备一些其他管桩所不具备的优点 一 预应力管桩的优点 单桩承载力高预应力管桩桩身混凝土强度高 有的高达80MPa 并可打入密实的砂层及强风化层 桩尖进入强风化层或密实砂层后 经过强烈的挤压 桩尖附近的强风化层或密实砂层已不是原始状态 桩端承载力可比原状提高80 100 所以管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高 如 100 500管桩 最高设计承载力用到2700kN 相当于 600和 700的钻 冲 孔灌注桩 设计选用范围广管桩规格多 一般的厂家均可生产 300 600管桩 个别还可生产 800及 1000管桩 单桩承载力从600kN到4500kN 既适用于多层建筑 也适用于50层以下的高层建筑 而且在同一建筑物基础中 还可以根据柱荷载的大小采用不同直径的管桩 既容易解决设计布桩问题 也可充分发挥每根桩的最大承载力 并使桩基沉降均匀 对持力层起伏变化较大的地质条件适应性强因为管桩桩节长短不一 常用10 12m一节 也有15 16m一节 也有4 5m 6 7m的短节 搭配灵活 节长方便 在施工现场可随时根据地质条件的变化调整节桩长度 节省用桩量 不会象普通的预制混凝土方桩那样容易出现桩长不足或者余桩林立的现象 单桩承载力造价便宜衡量桩基的经济效益 以每米造价或以单方混凝土造价作对比都是不科学的 应用单位承载力 每吨或每KN 的造价作对比 虽然管桩每米造价比沉管灌注桩贵 但单桩承载力高 结果每吨承载力造价还是比沉管灌注桩便宜 虽然管桩单方混凝土造价比人工挖孔桩和钻孔桩高 但持力层比人工挖孔桩和钻孔灌注桩浅 所以每吨承载力的造价在正常情况下还是比挖孔桩和钻孔桩便宜 在一般情况下 预应力管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种 运输吊装方便 接桩快捷管桩节长一般在13m以内 桩身又有预应力 起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可以方便地吊起来 接桩采用电焊法 若采用两个电焊工一起工作 500的管桩 一个接头约20分钟左右就可以焊好 成桩长度不受施工机械的限制由于管桩搭配灵活 成桩长度可长可短 不象沉管灌注桩受施工机械的限制 也不象人工挖孔桩那样 成桩长度受地质条件限制 施工速度快 工效高 工期短管桩施工速度快 工期短 主要表现在以下三个方面 a 施工前期准备时间短 PHC桩从生产到使用的最短时间只需3 4天 b 施工速度快 一栋2 3万m2建筑面积的高层建筑 一个月左右便可沉完桩 c 检测时间短 2 3个星期便可测试检查完毕 二 预应力管桩的缺点及局限性 预应力管桩与普通管桩具有相同的缺点用柴油锤施打管桩时 震动剧烈 噪音大 挤土量大 会造成一定的环境污染和影响 然而 采用静压法施工 就无震动 无噪音 但挤土作用仍然存在 打桩时送桩深度受限制 在深基坑开挖后截去余桩较多 但用静压法施工 送桩深度可以加大 余桩就较少 有些地质条件 如以石灰岩作持力层 在 上软下硬 软硬突变 的地质条件下 不宜采用锤击法施工 预应力管桩的应用 适用于抗震设防烈度小于或等于9度的地区 适宜用于基岩埋藏深 强风化岩或风化残积土层厚的地基条件 可适用于锤击法 中振法 钻孔植桩法 静压施工法 特别是静压施工法由于震动小 噪声低 适用于市区施工 一 适用范围 二 不宜或应慎重选用管桩的地质条件 孤石及地下障碍物多的地基 不宜选用 有坚硬的夹层且该夹层又不能作为持力层时 不宜选用 从软土层直接进入中风化或微风化基岩的地基 应慎用 石灰岩及其他溶岩地区 应慎用 250实心方桩 300管桩 250空心方桩性价对比表 300实心方桩 400管桩 300空心方桩性价对比表 400实心方桩 500管桩 400空心方桩性价对比表 450实心方桩 600管桩 450空心方桩性价对比表 承台基础尺寸 全部按四桩承台设计计算 350实心方桩 350空心方桩性价对比表 备注 在同条件设计承台情况下 HKFZ300 140 方桩与PHC400 8