PHC管桩设计中常见问题及解决方法初探.pdfVIP

PHC管桩设计中常见问题及解决方法初探 梁兰 摘要:由于PHC预应力管桩具有桩身混凝土强度高、耐冲击性能好、穿透力强、 地区适应性强、质量稳定可靠、耐久性好、施工工期短、单桩承载力高、监测方 便、造价较低、施工现场简洁、无污染、无噪音、能保障文明施工、对环境影响 小等多种优点, 近几年来在广东地区的多高层建筑桩基工程中得到广泛应用. 。 但PHC 管桩也具有脆性破坏、水平承载力有限、抗拉强度低的特性。另外,PHC 预应力管桩在设计过程中存在单桩承载力的确定比较困难、水平承载力达不到抗 剪要求等问题。笔者根据近年来积累的管桩基础工程的设计经验,况谈谈PHC管桩 设计中容易产生的问题,并提出提出更符合实际的设计方法。 关键词:PHC管桩；设计问题；解决方法 PHC管桩以其承载力高，施工时间短，质量可靠等优点，发展迅速，在全国 多个地区广泛使用。然而，对PHC管桩的设计和使用，仍然存在一些问题没有很 好的解决。为防止PHC管桩施工时桩身破坏，应对施工时最大压桩力进行桩身承 载力验算，本文提出了验算方法。按《地质勘察报告》提供的岩土参数计算 PHC 管桩桩基竖向抗压承载力，往往远小于实际值，本文分析了原因并提出更符合实 际的设计方法。 一、桩身受压承载力 目前，各规范、规程中桩身竖向受压承载力计算公式各不相同，举例如下。 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）式（5.8.2-2） N≤ 0.85 f A c 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）式（8.5.9） N≤ 0.75 f A c 国标图集《预应力混凝土管桩》（10G409）总说明6.3.4条，广东省标准《锤击式 预应力混凝土管桩基础技术规程》（DBJ/T 15-22-2008）式（5.2.6） N≤ 0.7 f A c 湖北省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB42/489-2008）式（7.6.2） N≤ 0.3(f −σ ) A cu,k pc σ 取4~10 MPa,则上式可转换为 N≤ 0.58~ 0.64 f A pc c 式中N - 桩身竖向受压承载力设计值 A - 桩身横截面积 f - 混凝土轴心抗压强度设计值c f - 混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土标号 cu,k σ - 桩身混凝土有效预压应力 pc PHC管桩为预应力构件，桩身完整性较好，桩身竖向受压承载力不应有大的 折减，而以上各公式折减系数0.85~0.58，差异很大，其原因，或许是考虑施工 时压桩力过大易导致爆桩、断桩，因此对桩身承载力设计值进行不同程度的折减， 以此控制单桩承载力设计取值，从而避免压桩力过大。 然而，由于地质情况的不同，施工压桩力与单桩设计承载力之间并没有固定 的比例关系，因此最好直接对施工时最大压桩力进行桩身承载力验算。 按《混凝土结构设计规范》7.1.2条第3款，C80混凝土轴心受压时极限压应 变为0.00215，则施工最大压桩力可按下式验算： N ≤ψ f A − (σ −σ −0.00215 E ) A …………………(1) u ck c con l p p 式中N - 施工最大压桩力u ψ - 折减系数，考虑施工时桩身受力不均匀的影响及留有安全余量，取为 0.75 f - 混凝土轴心抗压强度标准值 ck A - 桩身混凝土横截面积c σ - 预应力钢筋的初始张拉应力，取为994 N/mm2 con σ - 预应力钢筋的拉应力损失，按《先张法预应力混凝土管桩》（GBl 13476-2009）附录D第D.2、D.3条计算 E - 预应力钢筋的弹性模量，取为2x10 N/mm5 2 p A - 桩身预应力钢筋横截面积p 式（1）计算结果与广东省常用的经验公式式（2） N ≤ 0.45~0.5 (f −σ ) A ………………………(2) u cu,k pc