预应力高强度混凝土管桩代号为PHC (简称PHC管桩)是采用先张预应力离心成型工艺,并经过10个大气压、
PHC管桩的常用规格及适用范围表1 (仅供参考)
外径(mm) |
类型 |
壁厚 |
截面积极性 |
劲应力主筋 |
螺旋筋 |
主筋保护层厚(mm) |
每米桩重(KG\m) |
砼有效压应力(Mpa) |
抗裂弯矩(KN.m) |
限弯矩(KN.m) |
桩身竖向承载力设计值(KN) |
单节长度(m) | ||||||
直径 |
数量 |
面积(mm) |
Dp |
直径(mm) |
间距(mm) |
长度(mm) |
间距(mm) | |||||||||||
300 |
A |
70 |
506 |
7.1 |
7.0 |
280 |
240 |
3.5 |
50 |
1200 |
100 |
30 |
130 |
4.6 |
23 |
34 |
1140 |
|
300 |
AB |
70 |
506 |
9.0 |
6.0 |
384 |
240 |
3.5 |
50 |
1200 |
100 |
30 |
130 |
6.3 |
28 |
45 |
1120 |
|
400 |
A |
95 |
910 |
9.0 |
7.0 |
448 |
330 |
4.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
235 |
4.1 |
52 |
77 |
2070 |
|
400 |
AB |
95 |
910 |
9.0 |
8.0 |
512 |
330 |
4.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
235 |
5.3 |
63 |
104 |
2040 |
|
500 |
A |
100 |
1257 |
9.0 |
10.0 |
640 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
327 |
4.3 |
99 |
148 |
2850 |
|
500 |
AB |
100 |
1257 |
9.0 |
12.0 |
768 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
327 |
5.1 |
121 |
200 |
2820 |
|
500 |
A |
125 |
1473 |
9.0 |
10.0 |
640 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
383 |
3.7 |
99 |
148 |
3370 |
|
500 |
AB |
125 |
1473 |
9.0 |
12.0 |
768 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
383 |
4.4 |
121 |
200 |
3340 |
|
600 |
A |
105 |
1633 |
9.0 |
12.0 |
768 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
425 |
4.0 |
164 |
246 |
3720 |
|
600 |
AB |
105 |
1633 |
10.7 |
12.0 |
1080 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
425 |
5.5 |
201 |
332 |
3650 |
|
600 |
A |
130 |
1290 |
9.0 |
13.0 |
832 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
480 |
3.2 |
164 |
246 |
4420 |
|
600 |
AB |
130 |
1290 |
10.7 |
13.0 |
1170 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
480 |
4.4 |
201 |
332 |
4350 |
|
上世纪60年代末,铁道部丰台桥梁工厂开始生产先张法预应力混凝土管桩(简称PC管桩),用于铁道桥梁工程的基础建设;70年代研制生产后张法预应力混凝土管桩。 1987年交通部三航局从日本全套引进预应力高强混凝土管桩(简称PHC管桩)生产线。80年代后期,宁波浙东水泥制品有限公司与有关科研院所合作,针对我国沿海地区淤泥软弱地质的特点,通过对PC管桩的改造,开发了先张法预应力混凝土薄壁管桩(简称PTC管桩)。
1989年~1992年,原国家建材局苏州混凝土水泥制品研究院和番禺市桥丰水泥制品有限公司根据我国的实际情况,通过对引进管桩生产线的消化吸收,自主开发了国产化的预应力高强混凝土管桩,1993年,该项成果被原建设部列入全国重点推广项目。
随着经济建设的发展,先张法预应力混凝土管桩开始大量应用于铁道系统,并扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域。在长江三角洲和珠江三角洲地区,由于地质条件适合管桩的使用特点,管桩的需求量猛增,从而迅速形成一个新兴的行业。据不完全统计,到2009年年底,全国已有500多家管桩生产企业(不含台湾地区厂家),生产各类管桩2.
近20多年的发展历程中,管桩项目先后获建材行业科技进步二等奖、国家科技进步三等奖;管桩被列为国家级新产品、原建设部重点推广新产品;2006年中山建华管桩有限公司、中山三和桩杆管桩有限公司、宁波浙东建材集团的管桩产品被列入“中国名牌产品”目录,这是我国管桩行业发展一个新的里程碑,得到了行业内外的一致好评。
图1:武汉大剧院(使用建华管桩)
图2:广东东莞市政府办公楼(使用三和管桩)
PHC管桩的主要优点
1,单桩承载力高: PHC管桩桩身混凝土强度高,可打入密实的砂层和强风化岩层,由于挤压作用,桩端承载力可比原状土质提高70% ~80% ,桩侧摩阻力提高20%~40% 。
2,应用范围广: PHC管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载,可选择强风化岩层,全风化岩层,坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层,且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强,因此适应地域广,建筑类型多。广泛应用于多种高层建筑以及工业与民用建筑低承台桩基础,铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物,及大型设备等工程基础。
3,质量可靠 :PHC管桩是工厂化、专业化、标准化生产,桩身质量可靠;运输吊装方便,接桩快捷; 机械化施工程度高,操作简单,易控制;在承载力,抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证。
4,工程造价便宜: 通过对多项工程实例的总结和分析,PHC管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种。
不同桩型主要指标比较表2(仅供参考)
桩型 |
PHC管桩 |
沉管灌注桩 |
钻孔灌注桩 |
人工挖孔桩 |
主要承力方式 |
端阻力与侧阻力共同承受荷载 |
主要靠侧阻力承受荷载 |
端阻力与侧阻力共同承受荷载 |
主要靠端阻力承受荷载 |
桩径mm |
300~800 |
300~800 |
800~1200 |
≥800 |
可穿越土层 |
砂、砾石夹层≤ |
砂夹层≤ |
穿越性好 |
穿越性好 |
造价参考 |
4.21元/KN |
6.11元/KN |
8.11元/KN |
5.87元/KN |
5,施工方法日臻完善施工质量有保证:PHC管桩施工方法主要有锤击和静压两种,目前用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国还是占主导地位,近几年来,随着大吨位( 10000KN ) 压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善,静压法施工工艺与锤击法相比具有明显的优点,因此发展迅速,有望取代锤击法的态势。
静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺,在沉桩过程中,压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来,因而对桩承载力控制及判断精确度高,桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测,人为干扰因素少,难以弄虚作假。因此,静压法单桩承载力比锤击法可靠,沉桩质量深得业主的信赖,并大大地减轻了监理工作强度,消除了设计者的担忧。
加强管桩生产质量监督控制
管桩生产质量监督控制非常重要,但有的生产企业“唯利是图”忽视质量控制,较突出的是两种基本材料的“偷工减料”:
1. 砂石质量控制方面: PHC管桩的混凝土强度要大于80‘MPA,现在有的厂家为了“降低成本”什么质量的黄沙,石子都用上去,黄沙,石子根本没有经过筛洗就用于生产,含泥量超标,混凝土强度降低,导致管桩在沉桩过程中损裂。
2,钢筋的使用方面:PC钢筋是作为预应力钢筋使用,钢筋的截面积对管桩预应力影响很大 。有的生产厂家为了“降低成本”,以降低单位用钢量。直接影响管桩的预压应力。 管桩标准图集对结构钢筋的材料及使用要求有了明确的规定,有的厂家基本没有按照规定执行。以小直径代替大直径,拉大结构钢筋的间距。直接削弱结构钢筋在管桩的抗剪切性能及抗水平力方面起着关键作用的能力。
附:预应力混凝土管桩基础技术规程(DB42/489-2008)摘录:管桩制作原材料质量规程
湖北省混凝土与水泥制品协会秘书处收集整理