预应力混凝土管桩施工工艺解决方案.docVIP

PAGE  PAGE 28 预应力混凝土管桩施工工艺 1前言 预应力混凝土管桩是一种打入土中，横截面尺寸比其长度小得多的管状细长构件，管桩的上部与承台(梁)联结组成桩基础。 1.1 适用范围 预应力混凝土管桩常用于以下情况： （1）当建筑物荷载过大，地基软弱，地下水位较高而采用明挖基础沉降量过大，建筑物又不允许有较大沉降。 （2）当建筑物内外地面有大面积堆载，使软弱地基产生较大变形；或当基础可能有不均匀沉降而对建筑物造成危害。 （3）当建筑物承受较大竖向荷载和水平荷载，对建筑物有特殊要求。 （4）当地表软土层较厚，不宜作基础持力层，或地基中有暗沟、深坑、古河道等情况。 （5）当建筑物地基中存在可能液化的土层 （6）在湿陷性黄土和膨胀土区域内，地基的湿陷量或膨胀量较大时。 1.2使用特点 上部荷载通过桩基础传递给土层，它是深基础中常用的一种形式，能较好的适应各种软弱地质条件及荷载情况，具有承载力大，稳定性好，沉降值小等特点，并能采用机械化施工，大大提高了施工进度。对其自身，预应力混凝土管桩较大的减轻自重，从而节省材料增强其抗拉性能，一般情况下应采用工厂化预制，从而保证成品桩质量，同时具有施工灵活等特点。 2预应力混凝土管桩结构设计及质量检验 2.1结构设计 预应力钢筋混凝土管桩主要由具有生产资质的砼制品厂以先张法并采用离心成型工艺制造，其外径主要有Φ400和Φ550mm两种，为了运输的方便，厂制管桩的节长一般为8m和10m，也有4m和6m视具体需要而定。桩的接头采用钢制法兰盘，桩尖系采用钢板卷焊而成，中填混凝土，桩尖留有Φ70mm的射水孔 2.1.1常见型号尺寸 表1 常用预应力砼管桩的型号尺寸 管桩型号外径内径壁厚主筋配置直径主筋直径根数D1（mm）d2（mm）T（mm）d（mm）Φ400-8040024080336Φ12×8Φ400-9040022090336Φ12×8Φ550-8055039080486Φ12×12Φ550-100550350100486Φ12×122.1.2管桩截面力学性能 （1）管桩截面和桩尖。 管桩截面和桩尖示意图见图1。 图1 管桩截面和桩尖示意图 （2）管桩截面特性。 见表2。 表2 截面特性 项目特征值Φ400Φ550壁厚80壁厚 90壁厚80壁厚 100截面面接A（cm2）80487711811414配筋面积Ar（cm2）9.059.0513.5713.57配筋率（%）1.121.031.150.9684191412371470换算截面惯性矩I0（cm4）113.9119.5349.8392.2换算截面抵抗矩W0（cm4）5.75.97612.714.26（3）材料强度。 离心混凝土： 混凝土设计强度 Rn=45.0MPa 轴心抗压 Ra=33.8MPa 弯曲抗压 Rw=29.5MPa 抗拉 Re=2.8MPa 弹性模量 En=3.5×104MPa 预应力钢筋： 标准强度 Rg=650MPa 弹性模量 Eg=1.8×105MPa 2.1.3桩身 必须要保证桩身是直线，预应力不均和制造方法不当都会引起桩身弯曲。弯曲的预应力混凝土管桩在受到锤打时必将产生很高的弯曲应力从而导致桩被打坏。 施加在管桩上的预应力值大小应足以防止在运输和起吊中产生的裂缝，并足以抵抗打桩中产生反射的拉应力。根据打桩经验得出的最小有效预应力值为4.9～5.6 MPa，对于较短的管桩可采用较小的预应力值2.5-2.8 MPa，对有受弯要求的管桩也可采用更高的值达到0.2fc‘（混凝土设计强度的20％）或更高。 为了防止纵向开裂，预应力混凝土管桩需要加强横向螺旋筋的配筋量。管桩的端部由于要承受打桩产生的巨大横向拉应力，在管桩的端部100cm范围内螺旋筋应按50mm间距布设，并加设一段钢丝网起补强作用。桩身则按80mm间距布设。 为避免钢筋的锈蚀，保证混凝土很好的握裹钢筋，必须保证足够的混凝土保护层厚度，一般取30mm，当工程地质和水质有侵蚀性作用时，也可取40～50 mm。 2.1.4 桩靴 预应力砼管桩的桩靴是单独预制的，利用螺栓或电焊接于桩身。其型式有一般闭口型、一般开口型和特殊型桩靴等。在粘性土层且地下水位很高，由于粘性和浮力的作用而导致闭口型桩靴难于贯入；当持力层为岩层、卵石层或硬结土层时，闭口型桩靴穿透此硬层时可能发生剪切破坏；当持力层很坚硬且显著倾斜，或当遇到障碍物或大石块，桩靴可能被打偏从而导致