hc管桩设计课本

PAGEPAGE14PHC管桩设计专题讲座一、PHC管桩简介PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800℃左右的蒸汽养护，在工厂制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，直径从300mm～800mm，混凝土强度等级≥C80。二、PHC管桩的优点及适用条件与其它桩基相比，PHC管桩具有单桩竖向承载力高、抗弯抗拉性能好、耐久性好、施工快速方便且施工现场整洁安全、单位承载力造价低、对持力层起伏变化大的地质条件适应性强等诸多优点。所以目前在全国尤其是在沿海地区的工程中应用非常广泛。PHC桩适用于以砂质粉土层、砂层或强风化岩层作持力层，持力层上面一般为粘土层、淤泥质粘土层等桩不难穿透的土层。当持力层为微风化或中风化岩层时，PHC桩难以进入持力层，此时，就不宜使用PHC桩。当桩须穿透较厚的硬土夹层时（如砂质粉土层、砂层等）则应选用其它穿透力很强的管桩更经济。如在xx厂区内的土层（如附表一所示）就非常适宜采用PHC桩。但在xx厂区内当桩端持力层很深（埋深≥70m）同时又需穿透较厚（厚度≥20m）的硬土夹层时就该考虑钢管混凝土桩（简称SCP桩）或钢管桩（简称SP桩）这类穿透力较强的管桩。另外，在淤泥地区慎用PHC桩，除非采取桩周淤泥固化措施。三、单桩承载力特征值的计算1．单桩竖向抗压承载力1）单桩按岩土条件决定的承载力特征值通常按岩土工程勘察报告提供的侧阻力及端阻力特征值进行计算，计算中将杂填土、自重湿陷性黄土、液化土及淤泥、淤泥质土的侧阻力去除。初步设计时的估算公式为：Ra=qpaAp+upΣqsiali其中：Ra-单桩竖向承载力特征值qpa、qsia-桩端端阻力、桩侧阻力特征值Ap-桩底端横截面面积up-桩身周边长度li-第I层土的厚度2）计算单桩承载力特征值所采用的钻孔数量不应过少，工程规模小时不少于3个孔；工程规模较大时，地基不均匀时，应增加所取钻孔数量，不少于6个孔。钻孔应分散采用，以全面评价单桩承载力情况。3）当工程桩施工前进行过单桩竖向抗压静载荷试验时，应以试桩结果为准。萝4缠）按计软算或静收载试验帅确定的马单桩竖妨向抗压想承载力何特征值码尚应满智足桩身鹅强度要粮求。爆桩身竖架向抗压秩承载力谅设计值符Rp秧可按下粗列公式栗计算：混Rp械＝或0.6黑9fc妨Ap-宫0.3弱4施σ拣pcA品p放其中骄：厌fc隙-离混凝土绕轴心抗服压强度恨设计值房危睡Ap超-备桩身混连凝土的柄截面面离积缝σ齐pc粒-臣桩身截驶面混凝伐土有效矩预压应琴力微实际工屡程中昆，把x涝x运厂区的跌PHC透桩桩身你竖向抗产压承载奉力设计宪值地Rp俗可递查昼x失x逮工程通务用图集醒《先张肚法预应乔力混凝咽土管桩酱（聪BS-再011疫-20毯0荒6贪）》。理我国其泉它地区贺的桩身第竖向抗恳压承载沃力设计选值学Rp责可查全乞国通用绕或地方题的标准史设计图捷集。系单桩竖验向抗压虑承载力筋特征值沙Ra涉应满足书：座Ra察≤坡Rp网／旦γ趁p幕导γ吓p愈—逗综合荷余载分项高系数，浓以永久斜荷载为思主时一驳般取凡1.2慌5考，以吊侮车荷载忙为主时之取原1创.3世注：设仗备基础袋、框架戒结构房怜屋及水煤池可视促为以永臣久荷载屯为主，谜有吊车霜的厂房鬼、高耸笛构筑物脖及活荷愧载大的絮平台可哥视为以求可变荷目载为主虹2毁．单桩予水平承塔载力仍●办仪按单桩锅水平静雨载试验凤时踩1辣）按桩遣顶位移龟限值确个定电单桩水夺平承载嚼力特征是值泛RHa密取允许抵水平位氏移对应晚的荷载男值。馋2辩）按桩次身强度凝确定济单桩水屠平承载设力特征页值征RHa御取水平促临界荷诵载值限Hcr执。镜3柿）按桩浪身抗裂高确定（屯不允许须开裂）惕单桩水示平承载启力特征棒值柜RHa店取水平伐临界荷距载值烟Hcr宫的异0.先8哪倍。厉按计算庙确定时笑1熄）按桩佛顶位移装限值确华定挡以术m只法在给气定的桩仰顶位移年下计算坐出桩的宝水平力壮，单桩封水平承缴载力特然征值虑RHa伐即为此恒水平力筝，地基涝土水平得抗力系集数的比怨例系数蕉m为根据规释范或岩怒土工程心勘察报裁告选取威。委2级）按桩卖身强度厚、抗裂咏确定梦按桩身句配筋反这算出承度载力弯映矩设计欠值逗M敌，惯将尝M飞除特以驱1.斩4音得出弯丘矩标准肥值刘M足k践，以夏m送法迭代蚁出对应臣于秩M恐k粉的水平蛋力，此顿水平力偿即为按唐桩身强句度控制崇的单桩饼水平承裙载力特偿征值。立按受弯寿构件裂重缝宽收度冶0.2傲m自m赤，反算绝出弯矩魂值，再扁以此弯峰矩值迭缠代出相垦应的水换平力，倍此水平涌力即为荷按抗裂偶控制的码单桩水猜平承载简力特征阅值。谨对于甜PHC志桩，图队集中已荡给出抗显裂弯矩扎，可利钥用此弯柴矩，以寇m名法迭代涛出对应棵于抗裂型弯矩的妇水平力漠，以此籍水平力辆作为桩纵身强度渣控制的支单桩水绩平承载弄力特征碍值。若讯不允许予桩身开减裂，将脸抗裂弯楼矩乘胜以冤0.湾8亮，再迭誓代出对趟应于此道弯矩的斧水平力缓，此时印该水平闪力作为柴桩身抗企裂控制缴的单桩毅水平承兆载力特归征值。忌我们所懂遇到的片工程，冒按下列趁原则确茄定采用握何种单同桩水平抬承载力爽特征值递：澡大型厂而房（如佩炼钢、搬宽厚板香、中厚部板）柱欠基桩、铁高耸构体筑物（常如、高佩炉、烟嘉囱、水榜塔、空家分塔）碎基础桩朽按桩顶胖允许水脑平位哈移瑞6m变m辈确定单绸桩水平劣承载力志特征值颈。谁中型厂焰房（如施棒线材夜、冷轧田、钢管粘、热连进轧、中孔宽带）捷柱基桩伶按桩顶奋允许水侄平位覆移睛10掩m淋m僵确定单终桩水平珠承载力块特征值姨。毯设备基脂础、水趁池桩及垂附属设余施厂房害柱基桩酸，按桩终身强度贡确定单末桩水平蝶承载力想特征值克。咏对于受抱长期水奉平荷载张作用的搏桩（如树拱结构泥桩、桥粱台桩）窝按桩身垦抗裂确挽定单桩赴水平承巨载力特津征值锻。雁州按不允念许开裂祖确定单阶桩水平歌承载力爹特征值割。便桩在水坡平荷载聚作用下嫁的计算搞假定为屠竖直的旧弹性地辞基梁，疲以有限臭元软件管进行计拉算。按妙目前通置用料的死m编法（即稠水平抗释力系晋数抛k睬x狼与深度壶成正比上），将悉桩侧土扰假定为绳弹性支纵座，这婆种支座乖仅承受钻压力。羡弹性支纲座抗压役刚度系饼数叶Ki=伸b0×其m×h晨i鹅×茫Δ浇hi如挽（届kN/龙m跌）授降训b液0堵—内桩计算叉宽度驼（流m笼），按特下列取送值：姨端筐哑赏穴圆陆形扭玉乌斗d贸≤责1m睁货b0=附0.9案(1.外5d+雷0.5药)驼茂吉率烤萌截面史桩脂克段d书＞剧1m阴词b0=若0.9预(d+焦1)碑睛危瘦巡时矩摔形再组涉绑b削≤盏1m缩舱b0=披1.5须b+0裂.5握闭峡宝鸣薯截面锯桩叼戒玩b留＞耐1m蜓恒b0=葡b+1增趟医阶m俗—掀地基土墓水平抗宜力系数义的比例睡系数抱（留kN/敞m雨4睡），按欺建筑桩度基技术帆规范或居岩土工螺程勘查框报告查裹取，当步统一技祖术规定望中提供墓时（讯如愚x膊x钻）则按劲统一技授术规定忠取值酸双继h谈i镰—嫩弹性支泰座距地拿面深度帝（锯m邪）怨Δ殊h贯i呼—领第燃i寒个支座租上、下效两支座裕间距离舒的树1/犯2航（斧m备）H承Mma之xKi弱计算模置型湿醉闻溪汉挺壁证纯举忠弯矩图驾桩身抗薯弯刚许度价EI=传0.8休5Ec议I茎（虑E昆c绣—扭砼弹性续模量暂，狸I蚂—浅桩截面起惯性矩边）炎需要指澡出的是茂，在设盖计中，撤对基坑弟回填应歇作夯实靠要求（崭回填材米料及压域实系数她），便帐可利用衔承台侧箱面土的暴被动土暴压力来乔抵抗上碰部结构会水平力麻，土的销抗力取愈被动土灵压力绒的翻1闯／盲3处。除去牺土的抗帝力，剩坦余部分园以桩来膨承担。暑3氏．单桩最竖向抗姑拔承载溪力辈●残爬按岩土诸条件确超定的单钳桩抗拔村承载力金特征值斤欲啦亿R丽Ua=寿up干Σλ完iqs察ial晃i轨up漠—松桩截面病周长件λ写i左－抗拔盖承载力焰系数，券砂土取叠0.5糊；粘土街、粉土父取慈0.养6悠qsi张a洲—炭桩侧土孕抗压侧猜阻力特损征值固按桩静愿载试验时RUa粮＝崇Uu/乒2乳色（救U颠u令－单桩洞竖向抗撑拔极限颤承载力腐）粱按上述唇确定的葱单桩抗磨拔承载倒力特征析值尚应盆满足桩旱身强度础或桩身应抗裂的宰要求。凶一般按廉桩身抗抢裂要求妈确定，堤但当桩周用作试柔桩的锚泼桩时可属按桩身盘强度要唱求确定略。续●浅王对于苹PHC皂桩，按享桩身强暮度和桩昆身抗裂浸控制的睁最大拔端力理论鄙计算公汽式如下外：辣讨按强菊度组贴六联凑辱剃件遥菌按抗裂掏RUa射≤恢Apf柔py舱／锄1.4母RU厘a榜≤σ瓜pcA循p×0跪.8鹊fpy宅—挪预应力柏钢筋抗挣拉强度傲设计蚂值汗何苗σ棋pc侮—际砼有效强预压应奴力监A吴p赴—蛛桩截面介圆环面共积有按桩身夺强度和紧桩身抗慎裂控制碌的最大顷拔力参改考计算令结果如思下表所假列：哄1毁）单桩界按桩身屡抗裂控浓制的最些大拔力匆最大拔随力与荷荷载效应堵的标准何组合值条对应，背即永久浆荷载、凭可变荷允载、吊南车荷载愿、风荷驼载作用务下的标睁准效应娃组合。歌桩型平规格即按桩身倒抗裂的搅最大拔仿力增(阵kN)灵备注念PH顾C戴桩画AB砖600栽11饱0皆600低按砼有点效预压阅应胶力筹σ与p土c漂计算除B沃600耍11我0棒900险AB啄500害10妙0郑500概B份500革10挠0面700押AB棚400卵80抚(90纸)微300刻B颜400答80况(90演)欧400收2进）单桩制按桩身兔强度控四制的最径大拔力杏桩型饥规格参对应标汽准组合凳值拔力接(脸kN)苹对应基纯本组合缝值拔力亭(k淡N)继备注富PH桑C竭桩汤预应力责筋例按帆fpy幕=10昌00M娱P营a恒计算，布拔力荷妨载分项腥系数开按全1.4贿各地图降集主筋墨根数略命有差别校，注意是核对假AB夕600发11缺0星800乔110踢0念1写3弹φ砌D10辨.7赏B尼600冬11坏0乎110卡0梦160犹0挨1赶8膀φ邻D10河.7墓AB吉500套10玩0伤600匠800勾1杠0本φ胜D10偶.7纠B尊500兆10久0斧900抚130甜0赤1任5款φ宿D10眠.7控AB没400脉80继(90北)馆400妇600当7挠φ米D10或.7寺B4冈00岭80(伤90)忌500健800碗9此φ跳D10胀.7质在民x范x帅工程中席，上述岔各项桩昆身承载佛力可查疫《宝山叹钢铁股蛋份有限乓公司建我设工程侨工厂设怒计统一遭技术规畜定》附轿录三嗓，袍x偷x视股份特希殊钢分绣公司的智工程也雨可查乐《牲x浩x薄股份特圈殊钢分恩公司建弊设工程令工厂设掉计统一码技术规哥定》附味录厚3经。沃四、给桩径、酬桩端持梨力层的这选择洪合理的钩桩径、撤桩端持圾力层选注择应满起足桩基谋的承载宴力要求丘和沉降太要求。谅一崖)零初步设娇计阶段腥在初步明设计阶瓦段义,醋先按下持表估算片基础所乔需的单奋桩竖向猛抗压承啦载力特装征值（夸根据工肥程经验茶，以布舱桩数较属合理为绿前提给慨出，仅劲供参考硬）：椅基础类巴别若单桩承丑载力特萍征驴值竹住R嫁a年等(kN堡)反基础类货别腹单桩承督载力特联征切值隔酒R产a捕(k碗N)窑高炉、谈热风炉扎基础图200衡0叠～烈300轰0飞烟囱、轮水塔、马空分塔躲基础话200洒0木～蚊250粮0辛矿槽柱食基螺150乞0苹～徒250鼓0揉循环水涛泵房、慢主电燥室柱基军60赞0肚～务100旺0逐炼钢、键连铸柱扯基肾200岁0鸟～膛300券0百空压站蜘、机修草间柱基欠50灿0厅～不800亡棒线、氧冷轧、帜钢管、明中宽带皇、热连艇轧柱基畅100堪0宴～萍150慧0夕炼钢、欢连铸、每厚板设浩备基础掩200装0使～惜300雁0臣宽厚板织、中厚偶板柱基危200泉0西～油250荣0震棒线、晌冷轧、流钢管、躺中宽带黎、热连歇轧设备泪基础庆100制0障～清200填0宰然后结知合不同趁持力层犁所能提鲁供的承欺载力以捏及沉降僵要求，轮选择合样适的桩俘端持力梨层和桩殃径。灶在娇x拔x吐工程中旱，常用版的桩端穷持力层央为=5\*GB3痛⑤坝2乒砂质粉舅土层捧、猛⑦准1城砂质粉合土层、筛⑨环层土。享其中，坏对于重钟要的厂锅房柱基纳础和重件荷载作窃用的设怠备基础熔、对沉改降差有身严格要蔑求的设归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