复杂环境下预应力混凝土管桩的设计选用

资料大小：140KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-12

资料介绍

复杂环境下预应力混凝土管桩的设计选用
周军文，鲁良辉
(常州工学院土木与建筑工程学院，213002)
摘要：介绍了预应力混凝土管桩的分类，根据不同的地质条件和管桩的实际受力特点，对桩身进行了详细的
受力分析，提出可靠的选桩依据。
关键词：水平力；预应力混凝土管桩；设计选用
Abstract：The classificati0n of prestressed concrete piles is introduced．According to different geological conditions
and stress characteristics in actual 0f piles，the detail stress analysis on the pile body is carried out，and a reliable basis
for selecting piles is proposed．
Key words：Horizontal force；Prestressed concrete piles；Design and Selection
中图分类号：TU525 文献标识码：B 文章编号：1000—4637(2011)05-29-02
0 前言
预应力混凝土管桩具有施工进度快、干作业、噪
音低、造价省等众多特点，故在地质条件允许及抗
震烈度小于7度的地区，目前大多数工程优先选择
采用预应力混凝土管桩Ⅲ。但是在很多设计过程中，
由于没有充分考虑地质条件和施工工艺的要求，使
得使用预应力混凝土管桩存在失误，出现了很多的
质量事故。
1 预应力混凝土管桩的分类和特点
先张法预应力混凝土管桩(简称预应力管桩)
是空心圆柱形构件，按其桩身混凝土强度等级可分
为预应力混凝土管桩(PC桩)和预应力高强混凝土
管桩(PHC桩)。前者混凝土强度不低于C60，后者
混凝土强度不低于C80。管桩的外径一般为300-
1000mm，桩壁厚度为70～130mm。视桩径、设计承载
力大小而不同，一般随着桩径增加，壁厚也会增加。
预应力混凝土管桩桩型按桩身混凝土有效预应力
值的大小，又可以依次分为A型、AB型、B型和C
(使用较少，一般不作介绍)型，C型管桩的有效预应
力值最大。根据设计和施工经验，预应力管桩适宜
用在基岩埋藏较深、桩端持力层较厚的强风化岩或
全风化岩、坚硬黏性土层、密实碎石层、沙土和粉土
场地。对于土层中含有较多难以清除的孤石、障碍
物，含有不适宜做持力层且管桩又难以贯穿的坚硬
夹层，管桩难以贯入的岩面上无适合作桩端持力层
的土层，持力层较薄且持力层的上覆土层较松软等
情况下则不适宜使用预应力管桩。除上述几种主要
管桩以外，还有一种先张法薄壁预应力混凝土管桩
(FFC桩)，其壁厚一般为60-80ram，桩外径为350~
600mm，混凝土强度不低于C60，仅有A型桩，适用
于工业与民用建筑物、构筑物等的底承台桩基础，
主要考虑承受竖向压力，抗震设防烈度不超过7度
的地区，一般认为FFC桩是PC桩的一种，只是技术
指标低一点，但在经济上比PC桩更便宜[2J。
2 考虑水平力作用下管桩的设计选用
管桩在使用过程中，一般是不考虑水平荷载作
用的。但是在实际施工过程中，由于地基的不均匀
开挖，或者施工机械的压力等，都会产生水平力，因
而对管桩不利。在桩基施工过程中，已施工完的桩
受到两方面的作用，一方面，作用于土层上的施工
机械对土层产生压力，并将压力传给已施工完的管
桩；而且，施工中的桩由于挤土效应，对已施工完的
桩产生压力，如图1所示，A桩是正在施工的桩，B
桩是已施工完的桩，q。为施工机械本身荷载对B桩
产生的压力，q 为由于A桩挤土产生对B桩的压
力；另一方面，A桩在施工的过程中，周围的土体会
产生隆起效应，因此B桩靠近A桩的一侧受到土体
向上的拉力，在拉、压的双向应力状态下，B桩很容
易产生水平裂缝，甚至是断裂。因此在设计时，需要
考虑施工时的水平荷载对管桩的影响，宜选用预应
力较大的AB型和B型桩。如福建厦门某工程，为高
层结构，设有一层地下室。为了考虑经济性，采用了
PHCA型桩，桩基施工完毕后，经低应变动测，部分
桩为I、Ⅱ类桩，但在挖土施工时采用一侧开挖至
基坑底部，全部开挖完工后检测发现Ⅲ 、Ⅳ类桩达