桩基工程开题要点.docx

南京工业大学 研究生学位论文 开题报告 学 号： 研究生姓名： 导 师： 教授研究方向：桩基工程论文题目：预应力混凝土抗拔方桩性能试验研究学 院：交通学院入学时间：2010年 9 月 15 日开题时间：2012年 12 月 2 日 2012年12月2日 填 报 说 明 一、开题报告中必须采用计算机输入和打印。 二、开题报告为A4大小，于左侧装订成册。 三、开题报告要求摘要 开题报告的内容应包括： 1、课题的研究意义、国内外现状； 2、与本课题有关的工作积累和已有的研究工作成绩； 3、指出课题难点和拟解决的关键问题；拟采取的研究方法、技术线路、试验方案及其可行性。 4、计划进度和预期成果； 四、开题报告一式二份，研究生和学院各存档一份。 一、立论依据 课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的或工程应用价值 课题来源 课题来源于盐城市双强管桩有限公司科研项目《预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩》 2. 选题依据和背景情况 随着我国城市化进程的步伐加快，地下空间的开发利用得到迅猛发展，具有抗拔要求的建（构）筑物日益增多，基础埋深亦越来越深，地下结构的抗浮问题日益突出，工程中经常会发生由于未考虑结构的抗浮措施或采取的抗浮措施不当而引起的工程事故[1]。目前工程的抗拔（浮）问题一般采用桩基的形式来解决，这种承受竖向上拔力的桩称为抗拔桩。 传统上抗拔桩主要采用钻孔灌注桩、抗浮锚杆等型式，在此基础上又发展了扩底桩、挤扩支盘桩等变截面桩。抗拔桩在工作状态下，桩身混凝土呈拉伸状态，但混凝土抗拉强度低，抗拔桩破坏时一般是桩身混凝土先产生裂隙，混凝土开裂会导致桩身钢筋受水和化学有害物质的侵蚀，钢骨架逐渐被腐蚀破坏，桩身整体失效破坏。 为防止抗拔桩桩身混凝土的开裂，科研人员曾尝试对灌注桩施加预应力[2,3]。但由于地下工程预应力的施工难度很大，目前为止，预应力灌注桩尚未形成成熟的施工工艺，无法大范围地推广应用。 预制预应力混凝土桩具有桩身质量好、工程造价低、施工绿色环保、桩身检测方便、可工厂化生产等优点，在建筑工程桩基领域的使用越来越广泛，已成为桩基首选桩型。其用于抗拔桩时在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝，预应力钢筋保护较好，能较好的发挥桩身强度，提高桩身抗拔承载力。 预应力混凝土空心方桩（简称方桩）是一种新型的预应力混凝土桩，它是在预应力混凝土空心管桩的生产工艺基础上结合混凝土预制方桩的一些特点而产生的一种新型桩。近年来，随着我国基础设施建设的大力推进，沿海省市对新型基桩产品——空心方桩的需求量较大。该产品与现有的同规格管桩、普通方桩相比，在使用过程中具有以下特点：（1）空心方桩为外方内圆形结构，运输中容易绑扎、固定；（2）由于空心方桩结构截面为方形，外表面平整，采用抱压施工时出现桩身抱碎事故率较低；（3）空心方桩在软土地基施工后，当基坑开挖时，出现桩位倾斜的情况比管桩少；（4）布桩系数高；（5）空心方桩基础的承台尺寸较管桩小，减小了承台砼、钢筋用量和基础深度，可以降低基础工程量和工程成本等[4]。 预应力混凝土方桩在早期应用阶段主要作为承压桩使用，近年来随着城市建设对地下空间的开发和利用增多，承压桩除了竖向抗压外，在施工期间或特定环境条件下，由于水浮力的作用桩基还要承受较大的上拔荷载；在高层建筑裙房地下室、地下停车库、室外下沉式广场等工程中，当受较大的水浮力时，预应力方桩主要以承受上拔荷载为主。 传统用于抗压桩的预应力混凝土方桩作为抗拔桩在基础工程中已得到应用，但由于桩身抗拉、接头抗拔、桩与承台连接等技术问题在实际应用中没有得到有效地解决，目前，对其用于抗拔桩的安全性存在质疑，因此以下几个方面的关键问题亟待解决： （1）接头质量。接桩时多采用桩顶端板的直接焊接连接，由于施工水平和质量不能保证，连接焊缝经常失效，造成下节桩失去抗拔作用，上节桩被拔出。抗拔桩的接头质量问题直接会导致断桩而失效。 （2）桩与承台的连接。目前桩与承台连接主要是通过混凝土填芯插筋的方法。由于桩身内壁光滑，填芯混凝土与桩内壁粘结力不强，在上拔荷载作用下，填芯有时被直接拔出，桩顶与承台之间连接失效，锚固失效直接危及建筑物的安全。填芯的长度和施工质量直接影响抗拔承载力。 针对上述问题，南京工业大学与盐城双强管桩有限公司共同合作研制了“预应力混凝土空心内螺纹抗拔方桩”(简写NKBZ)，其桩节之间连接方式采用内扣式机械连接，桩顶与承台的连接方式采用内螺纹技术。 (a) (b) 图1 预应力混凝土空心内螺纹方桩 (a)