07高强预应力空心管桩应用及认识误区辨析

《07高强预应力空心管桩应用及认识误区辨析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《07高强预应力空心管桩应用及认识误区辨析（93页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、(高强高强)预应力空心管桩应用预应力空心管桩应用及认识误区辨析及认识误区辨析 建华管桩集团 张 雁 研究员、博士生导师 同济大学 李志刚 博士研究生2013年10月主要汇报内容主要汇报内容 引言引言 误区一：空心方桩较管桩性能优越误区一：空心方桩较管桩性能优越 误区二：误区二：PHCPHC管桩不宜用于抗震设防区管桩不宜用于抗震设防区 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFGCFG桩桩 复合地基复合地基 结论结论 参考文献参考文献1 引言 预应力空心桩具有承载力高、

2、节约材料、工期短的特点，使其得到了广泛的应用，特别是高强预高强预应力空心桩（应力空心桩（PHCPHC和和PHSPHS）。上海常用桩型经济指标上海常用桩型经济指标超高层办公楼超高层办公楼(元元/m/m2 2)在工程实际应用中，高强预应力空心桩出现了一些问题，同时也产生了一些认识上的误区误区：预应力空心方桩（预应力空心方桩（PHSPHS）性能较预应力管桩（）性能较预应力管桩（PHCPHC）优越优越?；PHCPHC管桩不宜管桩不宜(应应）用于抗震设防区）用于抗震设防区?；高强预应力空心桩不宜（高强预应力空心桩不宜（应应）作为抗拔桩）作为抗拔桩?；预应力空心桩复合地基技术经济优势不如预应力空心桩复合地

3、基技术经济优势不如CFGCFG桩复桩复合地基合地基？。2 误区一：空心方桩较管桩性能优越 有学者认为空心方桩的周长与管桩相等情况下，空心方桩钢筋混凝土用材更少，更经济，空心方桩钢筋混凝土用材更少，更经济，也有学者认为空心方桩的抗剪承载力大于管桩空心方桩的抗剪承载力大于管桩，从而得出空心方桩的性能较管桩优越的结论。桩型性能是否优越，应该从力学性能、耐久性、力学性能、耐久性、制作工艺、沉桩施工工艺、环境影响、造价、工期制作工艺、沉桩施工工艺、环境影响、造价、工期等多方面综合分析到底哪种预制空心桩性能更优越。2 误区一：空心方桩较管桩性能优越2.1 力学性能 桩型截面积m2/周长m配筋率%混凝土有效

4、压应力MPa受弯承载力设计值kN*m受剪承载力设计值kN轴心受拉承载力设计值kN轴心受压承载力设计值kN抗裂弯矩kN*m理论质量kg/mPHC700A1100.204/2.2 0.534.602993229185124282530PHS-A550(350)0.206/2.2 0.493.8523925210295740206532PHC/PHS（%）99/1001081191251288989137 100 由上表可知，管桩PHC700A100和空心方桩PHS-A550(350)延米质量相当，空心方桩配筋率略小，混凝土和预应力筋用量基本一致混凝土和预应力筋用量基本一致，但是，空心方桩轴空心方桩

5、轴心受拉承载力和受压承载力较大心受拉承载力和受压承载力较大，而管桩桩身混凝土有效预加力、受弯承载管桩桩身混凝土有效预加力、受弯承载力、受剪承载力和抗裂弯矩较大力、受剪承载力和抗裂弯矩较大。预应力高强度管桩和空心方桩力学性能和截面特性比较 刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）2 误区一：空心方桩较

6、管桩性能优越2.2 耐久性 u 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）规定预应力构件混凝土中最大最大氯离子含量为氯离子含量为0.06%0.06%；u 预应力混凝土管桩（10G409）规定细骨料中氯离子含量不大于0.01%，含泥量不大于1%；粗骨料中含泥量不大于0.5%；u 预应力混凝土空心方桩（08SG360）规定细骨料中氯离子含量不得超过0.06%，含泥量应小于2%；粗骨料含泥量应小于1%；u 预应力离心混凝土空心方桩（JC/T 2029-2010）和预应力混凝土管桩（10G409）规定一致，预应力混凝土空心方桩预应力混凝土空心方桩（08SG36008SG360）的规定则均低于上述两个标准

7、的规定则均低于上述两个标准。2 误区一：空心方桩较管桩性能优越2.2 耐久性 规范预应力筋预应力筋配筋率配筋率预应力筋保护层厚度预应力筋保护层厚度螺旋筋间距螺旋筋间距建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）不宜小于0.5%预应力管桩不应小于35mm桩顶以下3倍5倍桩身直径范围内适当加强加密预应力混凝土管桩（10G409）超过0.50%除外径300mm桩外，其余均大于35mm两端2000mm范围内为45mm，其余为80mm预应力混凝土空心方桩（08SG360）不宜低于0.4%均小于35mm两端螺距为50mm，其余为100mm预应力离心混凝土空心方桩（JC/T 2029-2010）不得低于

8、0.4%不得小于30mm两端10001500mm范围为50mm，其余为100mm预应力筋保护层厚度、配筋率和螺旋筋间距比较 预应力混凝土管桩（10G409）中PHC300A70和PHC400A95预应力配筋率分别为0.47%和0.49%；预应力离心混凝土空心方桩（JC/T 2029-2010）中外边长250mm与300mm桩预应力筋保护层厚度不得小于25mm。预应力筋保护层厚度、配筋率和螺旋筋间距比较 2 误区一：空心方桩较管桩性能优越2.2 耐久性 由上表可知，空心方桩的保护层和配筋率要求均低于管桩，有些还不符合有些还不符合建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）规定，而螺旋筋间距

9、大于管桩螺旋筋间距大于管桩。因此，从混凝土骨料含氯离子量、预应力筋保护混凝土骨料含氯离子量、预应力筋保护层、配筋率和螺旋筋间距等层、配筋率和螺旋筋间距等标准规范规定的基本指标比较，管桩的耐久性较空心方桩好耐久性较空心方桩好。2 误区一：空心方桩较管桩性能优越2.3 制作工艺和沉桩施工工艺 空心方桩因壁厚不等，成桩后截面混凝土不均匀，特别是4个角部混凝土相对较厚，混凝土质量和力学性能难保证个角部混凝土相对较厚，混凝土质量和力学性能难保证，并且空心方桩预应力钢筋在桩周不是圆形布置的，壁厚最薄处的预应力筋在惯性作用下向外移动，进一步减小预应力钢筋保护减小预应力钢筋保护层厚度层厚度，降低耐久性。管桩和

10、空心方桩横截面图 2 误区一：空心方桩较管桩性能优越2.3 制作工艺和沉桩施工工艺 侧面积相当的情况下，空心方桩截面面积往往较小，壁厚壁厚相对较薄，厚度不均相对较薄，厚度不均。不计锤击压力偏心距的情况下，锤击沉桩时管桩受力较均匀；空心方桩混凝土截面受力不均空心方桩混凝土截面受力不均，同时空心方桩混凝土有有效压应力较小效压应力较小更容易引起桩身受损，特别是4个角部，这也是空心方桩基本不采用锤击沉桩空心方桩基本不采用锤击沉桩的根本原因。综上所述，从桩身力学性能、耐久性、制作工艺、施工工艺等多方面综合分析可知，管桩较空管桩较空心方桩较优越！心方桩较优越！当然，具体使用时可根据工程实际需要和桩基受力特

11、点合理选择桩型和施工工艺合理选择桩型和施工工艺。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区地震对桩的作用：地震对桩的作用：1、地层、地层(剪切剪切)位移对桩的作用；位移对桩的作用；2、结构对桩顶的惯性作用；、结构对桩顶的惯性作用；3、1、2、作用不同步。、作用不同步。桩顶固接与铰接分析研究（日本）桩顶固接与铰接分析研究（日本）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011-2001（2008年版年版）4.4.1 承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于100kPa的填

12、土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算：1 本章第4.2.1条之1、3款规定的建筑；2 7度和8度时的下列建筑：1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；2）不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋；3）基础荷载与2）项相当的多层框架厂房。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 4.4.3 存在液化土层的低承台桩基抗震验算，应符合下列规定：1 对一般浅地基，不宜计入承台周围土的抗力或刚性地坪对水平地震作用的分担作用。2 当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层或非软弱土层时，可按下列两种情况进行桩的抗震验算，并按不利情况设计：3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区地震（主震

13、）时桩基竖向承载力验算地震（主震）时桩基竖向承载力验算 1）桩承受全部地震作用，桩承载力按本节第4.4.2条取用（提高25%），液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力均应乘以表4.4.3的折减系数（随深度020m、N/Ncr比值取0.01.0,一般大于10m液化趋势较弱。当N/Ncr比值0.6或土层厚度小于4.4.3.2的 规定时折减系数取0.0）。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区余震（液化后）桩基竖向承载力验算余震（液化后）桩基竖向承载力验算 2）地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用，桩承载力仍按本节4.4.2条1款取用，但应扣除液化土层的全部摩阻力及桩承台下2m深度范围内非液化土的桩周

14、摩阻力。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 打入式预制桩及其他挤土桩，当平均桩距为2.54倍桩径且桩数不少于55时，可计入打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的有利影响。当打桩后桩间土的标准贯入锤击数达到不液化的要求时，单桩承载力可不折减，但对桩尖持力层做强度校核时，桩群外侧的应力扩散角应取零。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 4.4.5 液化土中桩的配筋范围，应自桩顶液化土中桩的配筋范围，应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应的深度，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加密。加密。-进入稳定土层的

15、深度应不小于进入稳定土层的深度应不小于4.0/3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（JGJ94-2008JGJ94-2008）规定：抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混不宜采用预应力混凝土管桩（凝土管桩（PCPC）和预应力混凝土空心方桩（）和预应力混凝土空心方桩（PSPS）。）。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区3.4.6 抗震设防区桩基的设计原则应符合下列规定：1 桩进入液化土层以下稳定土层的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定；对于碎石土，砾、粗、中砂，密实粉土，坚硬黏性土尚不应小于（23）d，对其他非岩石土尚不宜小于（45）d；2 承台和地下室

16、侧墙周围应采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土回填，并分层夯实，也可采用素混凝土回填；3 对于存在液化扩展的地段，应验算桩基在土流动的侧向作用力下的稳定性。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区日本经验日本经验：当地下室墙外土层N63.54时：一层地下室，墙外侧土抗力承受地震水平作用的30%；二层地下室，50%；三层地下室，70%；四层，100%。当N63.520时：一层地下室，70%；二层，100%。（日本、台湾地区的震害调查：桩基震害较其他基础要少日本、台湾地区的震害调查：桩基震害较其他基础要少而轻；而预制桩较灌注桩更少！而轻；而预制桩较灌注桩更少！）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区这就

17、是说只要在满足抗震承载力验算和相关抗震构造要求的前提下，PHC和PHS是肯定可以适用于抗震烈度为8度的设防区。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 多数人认为抗震区域不宜采用预应力高强空心桩原因之一是认为预应力空心桩抗剪承载力相对实心混凝土桩较差认为预应力空心桩抗剪承载力相对实心混凝土桩较差。抗震验算时，桩身抗剪强度设计值和桩基水平承载力特征值较小值作为基桩水平承载力。PHC管桩适用于土层和全、强风化层基岩适用于土层和全、强风化层基岩，在此地质条件下，混凝土实心桩和PHC管桩的桩基水平承载力特征值均较其桩身抗剪强度设计值小，因此基桩水平承载力特征值取决于桩基桩水平承载力特征值取决于桩基水平承载

18、力特征值基水平承载力特征值。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 依据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008），可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值：300.75haaxEIR 依据上式，在同一地质条件下，桩顶位移相等前提下，对比分析桩径相同的管桩（对比分析桩径相同的管桩（AB型）和实心灌型）和实心灌注桩单桩水平承载力估算值注桩单桩水平承载力估算值。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区管桩实心灌注桩（C30）截面积比管桩/灌注桩水平承载力比管桩/灌注桩PHC400（95）40

19、00.721.06PHC500（100）5000.641.04PHC500（125）0.751.07PHC600（110）6000.601.02PHC600（130）0.681.05PHC700（110）7000.530.99PHC700（130）0.601.03PHC800（110）8000.470.97PHC800（130）0.541.00PHC1000（130）10000.450.95l管桩和灌注桩的桩顶水平位移容许值、桩侧土水平抗力系数的比例系数m取值均相同；l为简化计算，忽略钢筋对桩身抗弯刚度忽略钢筋对桩身抗弯刚度EIEI的影响的影响，不进行等刚度换算。PHC管桩(AB型）和灌注桩桩

20、基水平承载力估算值估算值对比 3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 由上表可知，同一地质条件下，同等桩径同一地质条件下，同等桩径时，除PHC700（110）、PHC800（110）、PHC1000（130）单桩水平承载力特征值（估算值）估算值）略小于实心灌注桩（C30）外，PHC管桩单桩水平承载力特征值（估算值）估算值）均大于实心灌注桩，PHC管桩截面积小于实心灌注桩，但并未削弱桩身抗水平承载能力、降低单桩抗震承载能力，因此PHC管桩单桩抗震能力并不弱于管桩单桩抗震能力并不弱于同直径实心灌注桩同直径实心灌注桩(灌注桩工程桩配筋率一般小于灌注桩工程桩配筋率一般小于0.65%)。桩基水平承载力仅依

21、据规范估算公式进行对比分析，分析结果有待工程实践进一步验证分析结果有待工程实践进一步验证。天津大学郑刚教授（天津大学郑刚教授（20122012）对管桩基础开展了抗震对管桩基础开展了抗震三维模型数值分析计算三维模型数值分析计算，计算选取，计算选取地震波共地震波共4 4条条,分分别为天津市建筑设计院多遇地震波别为天津市建筑设计院多遇地震波YYDX2YYDX2、YYDY2YYDY2，以及天津市建筑设计院罕遇地震波以及天津市建筑设计院罕遇地震波YYHX2YYHX2、YYHY2YYHY2。计算均选用计算均选用500mm500mm直径直径100mm100mm壁厚的壁厚的PHCPHC管桩，桩抗管桩，桩抗弯承

22、载力设计值为弯承载力设计值为132kN132kN*m m。9 9层结构桩长层结构桩长41m41m，5 5层层结构桩长结构桩长23m23m。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 计算分析结论计算分析结论:1.1.上部结构楼层由上部结构楼层由5 5至至9 9层变化对桩弯矩影响很小。层变化对桩弯矩影响很小。桩弯矩变化桩弯矩变化规律与上部结构中柱子弯矩变化规律是有区别的，并不随建筑物规律与上部结构中柱子弯矩变化规律是有区别的，并不随建筑物层数的增加而相应增大。计算结果表明，层数的增加而相应增大。计算结果表明，9 9层结构与层结构与5 5层结构在罕层结构在罕遇地震作用下桩身弯矩分别为遇地震作用下桩身弯矩

23、分别为117.79kN117.79kN*m m和和124.43kN124.43kN*m m，比较接，比较接近，且都小于桩抗弯承载力设计值（近，且都小于桩抗弯承载力设计值（132kN132kN*m)m)，是安全的。，是安全的。2.2.双向地震作用下的桩身弯矩比单向地震作用下的桩身弯矩值双向地震作用下的桩身弯矩比单向地震作用下的桩身弯矩值要大要大，双向多遇地震作用下最大弯矩约增加，双向多遇地震作用下最大弯矩约增加1.21.2倍，双向罕遇地倍，双向罕遇地震约增加震约增加1.41.4倍。在双向罕遇地震作用下，倍。在双向罕遇地震作用下，5 5层结构中桩层结构中桩7 7和桩和桩1111的弯矩超出抗弯承载力

24、设计值的的弯矩超出抗弯承载力设计值的32%32%与与6%6%，其他桩弯矩值均小于，其他桩弯矩值均小于抗弯承载力设计值，是安全的。抗弯承载力设计值，是安全的。3.3.桩顶、软硬差别较大土层交界面处的弯矩值相对较大桩顶、软硬差别较大土层交界面处的弯矩值相对较大。桩顶处。桩顶处剪力值一般情况下是最大的。剪力值一般情况下是最大的。4.4.桩顶与承台连接由固接改为铰接，桩顶转动约束得到释放，位桩顶与承台连接由固接改为铰接，桩顶转动约束得到释放，位移增加，移增加，软硬土层交界面处弯矩值有所增加。软硬土层交界面处弯矩值有所增加。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 武汉大学李曰辰博士等（武汉大学李曰辰博士等

25、（20132013）结合某热电厂工程（厂址地震动峰值加速度结合某热电厂工程（厂址地震动峰值加速度0.20g0.20g、抗震设防、抗震设防烈度为烈度为8 8度、特征周期度、特征周期0.45s0.45s、建筑场地类别、建筑场地类别类、中软土）对类、中软土）对PHCPHC管桩基础（单桩、管桩基础（单桩、3 3桩、桩、6 6桩基础）开展了振动台试验研究桩基础）开展了振动台试验研究（模拟（模拟7 7度、度、8 8度、度、9 9度地震烈度）。度地震烈度）。试验结论是采用试验结论是采用PHC600AB130PHC600AB130管桩的六桩承台基础管桩的六桩承台基础在抗震设防在抗震设防烈度为烈度为8 8度、度

26、、类中软土场地是可行的，桩承受的轴力、弯矩类中软土场地是可行的，桩承受的轴力、弯矩均未超过设计值均未超过设计值；多桩群桩基础的震动破坏程度远小于少桩群；多桩群桩基础的震动破坏程度远小于少桩群桩基础桩基础,其弯矩、桩身应变均明显小于少桩群桩其弯矩、桩身应变均明显小于少桩群桩;上部结构质量上部结构质量增大，桩身最大应变与弯矩并非必然增大，有增大也有减小增大，桩身最大应变与弯矩并非必然增大，有增大也有减小。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）-结论：对于建筑桩基，高层建筑由于一结论：对于建筑桩基，高层建筑由于一般基础都有埋深（般基

27、础都有埋深（H/18H/20H/18H/20、侧向及基底、侧向及基底抗力抗力)、多（长）桩或满堂布桩基础、更刚、多（长）桩或满堂布桩基础、更刚的基础及上部结构（剪力墙、筒结构），的基础及上部结构（剪力墙、筒结构），其桩基的抗震性能应该好于多层建筑。其桩基的抗震性能应该好于多层建筑。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 PHC管桩属于挤土桩，施工过程中的挤土效应施工过程中的挤土效应对桩身段土体影响显著，土层的标准贯入试验的击数和静力触探试验的比贯入阻力可明显提高，可以提高土体侧向承载能力，增强桩身增强桩身和土体的抗震承载力和土体的抗震承载力。这是现浇混凝土桩所

28、不具有的优势。综上所述，桩径相同的PHC管桩基桩水平承载力与实心灌注桩（C30）差别不大，PHCPHC管桩并未因桩身截面积减小而降低抗管桩并未因桩身截面积减小而降低抗震能力震能力；无论是PHC或者是现浇混凝土桩，桩基地基水平承载力、抗弯和抗剪承载力只要能满足控制点地震作用，即使在抗震设防区都是适用的，PHCPHC管桩可以应用于管桩可以应用于8 8度高烈度设防区度高烈度设防区。当然应加强桩与承台的连接以及桩顶段桩身强度，如设置一定范围设置一定范围（一般（一般5D5D并至软硬交界处、穿过液化层并至软硬交界处、穿过液化层)的填芯混凝土、加密螺的填芯混凝土、加密螺旋钢筋或在桩身增加非预应力筋提高抗弯承

29、载力及延性（免蒸旋钢筋或在桩身增加非预应力筋提高抗弯承载力及延性（免蒸压工艺）等措施。压工艺）等措施。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区（建华管桩）（建华管桩）PHC桩JIS强化桩 SC桩 PRC桩 预制桩的抗震性能MN图（600）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区 （廖振中2012）日本F.T桩工法（半刚性连接法）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区日本F.T桩工法（半刚性连接法）2HM-24E1Hy30-11tan-exp1-12H-M1-2max4hEI4BK桩头力矩（kN*m）桩头位移（m）地中部最大力矩（KNm）H：桩头水平力EI：桩的弯曲刚性（kN*m2）:桩头固定度：地盘和桩

30、的特性值（m-1）Kh:水平地盘反力系数（kN/m3）B:桩径（m）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区日本F.T桩工法（半刚性连接法）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区半刚性连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区DYNA CAP桩头旋转自由接合工法桩头旋转自由接合工法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区DYNA CAP桩头旋转自由接合工法桩头旋转自由接合工法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区半刚性PR连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区半刚性SR连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区。半刚性SR连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区。）BSL免震连接法3 误区二：PHC

31、不宜用于抗震设防区。）BSL免震连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区。）BSL免震连接法3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区。）建筑桩基，桩顶嵌入承台一般不超过50100mm,-桩与承台一般可实现半刚性连接。此时，桩顶弯矩为理论完全嵌固时的40%(桩身弯矩会有所增加），桩顶水平位移比完全嵌固时增大25%，但比桩顶自由时要明显减小。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固（刚）接与铰接分析研究（日本）桩顶固（刚）接与铰接分析研究（日本）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固（刚）接与铰接分析研究（日本）桩顶固（刚）接与铰接分析研究（日本）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固（刚

32、）接与铰接分析研究（日本）桩顶固（刚）接与铰接分析研究（日本）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固桩顶固(刚）接与铰接分析研究（日本）刚）接与铰接分析研究（日本）3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固（刚桩顶固（刚)接与铰接分析研究（日本）接与铰接分析研究（日本）在桩头刚接合的情况下，即使由惯性力引起的倾覆力矩不起作用，如图在桩头刚接合的情况下，即使由惯性力引起的倾覆力矩不起作用，如图-5所示，所示，由于桩头弯曲力矩基础还是产生了旋转。由于桩头弯曲力矩基础还是产生了旋转。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固桩顶固(刚刚)接与铰接分析研究（日本）接与铰接分析研究（日本）3 误区二

33、：PHC不宜用于抗震设防区桩顶固桩顶固(刚刚)接与铰接分析研究（日本）接与铰接分析研究（日本）桩头铰接工法，桩头部中所应该传递的外力中已经变的不包含弯曲力矩了，部材和上桩头铰接工法，桩头部中所应该传递的外力中已经变的不包含弯曲力矩了，部材和上部构造的基础或者桩和与桩接合的配筋，与刚接合的情况相比都有减小的可能。部构造的基础或者桩和与桩接合的配筋，与刚接合的情况相比都有减小的可能。3 误区二：PHC不宜用于抗震设防区4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 作为抗拔桩时，普通钢筋混凝土桩处于受力工作状态时，裂缝一般长期处于开展状态，在地下水位变化较大、水土具有腐蚀性的情况下，钢筋与水土接触，易

34、腐蚀，预应力桩处于受力工作状态时，由于施加预加力，桩身抗拉承载力较高，桩由于施加预加力，桩身抗拉承载力较高，桩身一般无裂缝，耐久性相对好身一般无裂缝，耐久性相对好。编编 号号PHC-400(210)PHC-500(300)PHC-600(380)PHC-700(480)PHC-700(440)型型 号号AABAABAABAABAAB抗拉承载力抗拉承载力设计值设计值(KN)381536589842762107191813069951414抗拉裂承载抗拉裂承载力设计值力设计值(KN)3995506238557961094959133210421449 作为抗拔桩，预应力空心桩主要应考虑以下几个方面

35、：1）桩身强度；2）桩顶与承台的连接；3）多节桩之间连接强度。刘永超、郑刚、顾晓鲁2012（天津图集、A型桩）4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩p 预应力钢筋的预加力大小对桩身抗裂很关键，作为抗拔桩时应选用混凝土有效压应力较大的桩型（混凝土有效压应力较大的桩型（ABAB型和型和B B型）型）。p 预应力空心桩桩顶范围内设置填芯微膨胀混凝土，设置非非预应力钢筋锚入承台预应力钢筋锚入承台来实现与承台之间的传递荷载。p 采用多节桩时，桩与桩之间的连接强度包含三个方面：端端板焊缝、端板连接强度、预应力钢棒抗拉强度板焊缝、端板连接强度、预应力钢棒抗拉强度。4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔

36、桩4.1 预应力混凝土抗拔桩桩顶与承台连接设计（建华管桩）（建华管桩）（1）完全利用预应力 钢棒的抗拉4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩4.1 预应力混凝土抗拔桩桩顶与承台连接设计 （建华管桩）（建华管桩）（2）预应力钢棒和钢 筋混凝土灌芯同 时抗拉4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩预应力混凝土抗拔管桩配筋图示意图预应力混凝土抗拔管桩配筋图示意图（建华管桩）（建华管桩）4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩4.2 桩头与桩头机械连接设计 （建华管桩）（建华管桩）4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 预应力混凝土抗拔桩端板连接实图 4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗

37、拔桩 预应力混凝土抗拔桩机械连接卡实图 机械连接卡4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 预应力混凝土抗拔桩工程 4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 预应力空心桩作为抗拔桩在工程中有较多实例工程中有较多实例。在工程实际中，应该结合预应力空心桩作为抗拔桩的受力特性，采用针对性的设计和构造措施，同时严格控制施工质量，做好桩身和端板的保护措施，预应力预应力空心桩不失为抗拔桩的一种较好选择空心桩不失为抗拔桩的一种较好选择。4 误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩 5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFGCFG桩复合地基桩复合地

38、基5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如不如CFGCFG桩复合地基桩复合地基（柔刚劲性桩）（柔刚劲性桩）5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFGCFG桩复合地基桩复合地基 （散刚劲性桩）（散刚劲性桩）5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFGCFG桩复合地基桩复合地基 （散柔刚三元复合劲性桩）（散柔刚三元复合劲性桩）5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势 不如不如CFGC

39、FG桩复合地基桩复合地基5lcalLDd453321图1 水泥土复合管桩1锚固钢筋；2填芯混凝土；3复喷段；4预应力高强混凝土管桩；5水泥土桩表4.2.1 直径范围d(mm)3004005006008001000D/d2.73.02.02.51.72.21.52.01.41.81.31.8侧摩阻力可取泥浆护壁钻孔桩极限侧阻力标准值的1.5倍1.6倍；5 5 误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFGCFG桩复合地基桩复合地基(a)一般连接(b)截桩与承台连接(c)现浇加强帽图4 桩与承台连接构造1聚硫嵌缝膏；2遇水膨胀橡胶条；3缓膨型遇水膨胀

40、橡胶条；4锚固钢筋；5C20细石混凝土；6底板防水层；7聚合物水泥防水砂浆；81.5厚水泥基渗透结晶型防水涂料；9混凝土垫层；10填芯混凝土；11预应力高强混凝土管桩；12水泥土桩；13管桩纵向预应力钢筋 由上表可见：利用管桩作为劲性桩的刚性桩复合地基比传统CFG桩（刚性桩）复合地基在技术（竖向与水平承载力大（有刚筋）、经济上有竞争优势；同时，由于管桩仅作为劲性（芯）桩，承担受压荷载，因此管桩保护层厚度与接桩要求可大大低于桩基础要求。1、从力学性能、耐久性、制作工艺、施工工艺等多方面综合分析可知，管桩（管桩（PHCPHC）较空心方桩（）较空心方桩（PHSPHS）较优越）较优越，具体使用时可根据

41、工程实际需要和桩基受力特点合理选择桩型和施工工艺；6 结论 2、PHCPHC管桩可以适用于抗震设防区管桩可以适用于抗震设防区。在同一地质条件下，桩径相同的管桩基桩水平承载力与实心灌注桩（C30）差别不大，管桩并未因桩身截面积减小而降低抗震能力管桩并未因桩身截面积减小而降低抗震能力；地震作用下，PHC管桩桩顶以下510倍桩径的位置弯矩一般达到最大值，1520倍桩径处弯矩开始明显减小，可设置一定范围的填芯混设置一定范围的填芯混凝土、加密螺旋钢筋或在桩身增加非预应力筋提高抗弯承载力凝土、加密螺旋钢筋或在桩身增加非预应力筋提高抗弯承载力及延性及延性；3、预应力高强混凝土空心桩（预应力高强混凝土空心桩（PHCPHC和和PHSPHS）可用作抗拔桩。）可用作抗拔桩。应选择混凝土预加力较大的桩型（AB型和B型），桩顶设置一定范围的填芯混凝土，填芯混凝土中的非预应力钢筋富余量稍大，防止钢筋逐个破坏会引起抗拔桩失效防止钢筋逐个破坏会引起抗拔桩失效。4、利用管桩作为劲性桩管桩作为劲性桩的刚性桩复合地基比传统CFG桩复合地基在技术经济上有竞争优势，是今后小桩型、薄壁型管桩应用的出路。6 结论7 参考文献（略）谢 谢！