浅析预应力管桩与预制方桩的比较
管桩与方桩性价对比
预应力高强度混凝土管桩与预制混凝土方桩
性能价格对比分析
一、价格对比:
二、性能分析:
根据上海地区地质构造特点和桩的性能,预制混凝土方桩采用第5层作持力层,该层层底埋深不均,厚度差异大,造成力学性能不稳定,在基础设计时为有效控制建筑物沉降问题,常采用减小承载力设计值和加大承台的方法来解决,因而增大了基础部分的造价。
与预制混凝土方桩相比,PHC预应力混凝土管桩由于采用了先张法生产、离心成型和压蒸养护等先进工艺,桩身混凝土密实、强度高、耐打性好,对持力层起伏变化大的地质条件适应性比预制混凝土方桩强,通常采用第6-7层作持力层,甚至可穿透第7层到第8层来取得更大的单桩竖向承载力,施工质量保证,设计安全性高。
综上所述,PHC预应力混凝土管桩比预制方桩的技术先进、质量保证、安全适用、经济合理,在提高整个基础工程质量的前提下,可降低成本20%以上。
预应力管桩的施工工艺浅析
预应力管桩的施工工艺浅析
一、预应力管桩原理
预应力管桩有效结合了预应力技术与离心镧管技术,根据预应力张拉工艺可以划分预应力管桩为后张法预应力臂桩与先张法预应力管桩。后张法预应力管桩还可以称为大直径预应力管桩。桩身利用的是后张法预应力工艺与离心、辊压、振动二者的复合产生的。先张法预应力管桩利用的是先张法预应力工艺以及离心成型制成的一种空心圆筒体细长混凝土预制构件,具体包含了桩身、端头板以及钢套箍等。
二、预应力管桩特点
1具备可靠稳定的质量。一般都是专业厂家生产预应力管桩,并且利用了较为先进的工艺技术,促使混凝土通过离心脱水以后密实成型。通过常压与高压两次蒸汽养护进一步形成的一种空心细长等截面预制的混凝土构件。
2较广的应用范围。工程具有极强的适应性。预应力管桩规格不同,长度可以进行选择,其產生恶较广的适用范围,对于桩端持力层变化起伏大的地质条件具备较强的适应性。同时,桩身形成了较好的抗裂性能,可以很好的抵抗锤击,土层也表现出极强的穿透力,并且可以通过采取不同的沉桩工艺实行施工。
3良好的抗弯以及抗拉性能。由于预应力管桩桩身砼具备极高的强度,同时再加之利用了高强度以及低松弛率的专用预应力钢筋,所以促使桩身形成了极高有效预应力,因此预应力管桩具备极大的抗弯以及抗拉能力。
4很好的耐久性。预应力管桩利用的是高速离心成型技术以及高温高压蒸汽养护产生。因此其桩身的混凝土形成了极好的密实性,相较于一般的砼其抗渗性、抗硫酸腐蚀性以及耐碳化性都要高。
5单桩形成了极高的承载力。其单位承载力的价格相对低廉。预应力管桩其桩身混凝土强度级别是C80,性能十分高强,其单位承载力造价相较于预制混凝土方桩要低。
预应力混凝土管桩与方桩
实际工程中,由于管内壁不可避免有离心后浮浆层 存在,同时填芯施工质量有离散性,都会对抗拔力 有影响。建议:管桩桩端抗拔力的传递以填芯混凝 土方式为主来计算,端板焊接钢筋作为安全储备。
也可采用减少顶部端板内径的方法来确保混凝土填 芯的抗拔强度。
预应力混凝土管桩与方桩
2009年10月
纲要
目前有关的规范及图集 PHC桩国家与上海标准的对比 空心方桩国家与上海标准的对比 PHC桩与空心方桩的替换问题 PHC桩的抗拔验算 有关桩距的问题 抗压桩与抗拔桩的布置方式
目前的图集
国家图集《预应力混凝土管桩》 03SG409
HKFZ450 1.800m 250mm 3 PHC600 1.885m 380mm
HKFZ500 2.000m 300mm
内周长 0.942m 0.754m 1.068m 0.785m 1.194m 0.942m
端部面积 0.1963m2 0.1600m2 0.2376m2 0.2025m2 0.2827m2 0.2500m2
以PHC-B500(100)为例:
国家图集03SG409,福建标准
N f py Ap 100515 10.72 / 4 1356kN
广东省标准DBJ/T15-22-98
Rpl pc A 7.56 (5002 3002) / 4 950kN
方桩与管桩知识
空心方桩与管桩性能比较
空心方桩按混凝土的登记强度及混凝土承载截面的大小可分为:①预应力混凝土空心方桩(KFZ);②预应力高强混凝土空心方桩(HKFZ);③薄壁预应力混凝土空心方桩(TKFZ);其中TKFZ主要用于纯摩檫桩为主的地质,而HKFZ主要用于高层建筑上或有高耐腐蚀要求的地质情况,KFZ与TKFZ的混凝土强度等级为C60,HKFZ的混凝土强度等级为C80。空心方桩的外边长主要有300×300~1000×1000,以每50为增量。相对于其它桩型,特别是预应力混凝土管桩而言,其突出的优点在:①外表面积大且成方型或多边角型,在土层中桩体与土的休止角比圆型的外表大得多,这就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力,为工程省下大量的基础资金;②从下表的对比情况看,350的空心方桩的桩本身承载力要相当于500外径的厚壁管桩,每KN承载力造价要低于预应力混凝土管桩,这意味着设计人员在同样的设计承载力下可优选方桩,而350的空心方桩市场售价比500外径的厚壁管桩要小,可省下一大笔材料费;③方桩的理论计算抗剪力是同等管桩的2-3倍,据日本建设省的实际测试,是管桩的4.5倍,这说明空心方桩的抗震性能非常优越,很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物基础中推广使用;④空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩施工破损率低的特点,高强混凝土配上方形的头部,比管桩有更好的耐冲击性能,和小得多的桩头破损率;方形比圆形有更大的焊接周长,充分保证每节桩之间的有效焊接强度,大大减小了方桩在施工中出现接头脱焊或位移现象,使成桩质量更优;⑤方桩的外形更容易开发出非焊接的快速连接头,能真正做到全天候施工,施工更快捷,可避免在高地下水位中出现焊接桩头开裂现象。
管桩和空心方桩对比
管桩和空心方桩的对
比
分
析
目前在市场上部分厂家非客观的反映空心方桩的综合性能比管桩优越,一味的诋毁管桩,否定管桩在地基基础应用上的成果和认可,通过和省有经验的勘察、设计大师、部分管桩生产厂家、预制桩施工单位做沟通交流,特从预制桩的发展历程到施工上的真实表现,以作如下客观的反映现状:
一、预制桩的发展历程介绍:
50年代我国大部分预制桩为实心混凝土方桩,到了60年代研发了空心方桩、预应力空心方桩(采用振动、抽芯式工艺),后因其产品本身缺陷被预应力混凝土管桩取代。98年公司开始试生产离心法空心方桩,并在一些小型民用建筑中试用,同时颜小荣申请了相关专利(其专利号200410040717.5一种离心法蒸汽养护制造预应力高强混凝土空心方桩的方法),后被别人无效。贾燎在2003年12月也申请了专利,专利号为200320116232.0一种离心砼方桩及成型模具。中国建筑科学研究院副院长黄强在2005年1月申请了专利,专利号为CN200520001774.2预应力混凝土空心方桩及桩尖,颜剑鸣、海恒建材机械有限责任公司等个人和企业均在07年之前申请了相
关空心方桩的专利。相关书籍早在02年就已经有详细介绍,如阮启楠在2002年所著的《预应力混凝土管桩》。
2006年开始仿效管桩离心方法制作空心方桩,在生产和使用过程中质量问题频繁,在及周边有一定的市场,但此桩种及相关标准至今仍不成熟。
2007年桩业在其基础上再一次申请专利,专利号为ZL200710068545.6。但是离心空心方桩由于其钢筋混凝土的保护层、最小配筋率、桩身混凝土截面的不均匀性、法向应力作用不均等一些技术指标不符合国家规的要求,桩身的成桩质量得不到控制,施工时造成烂桩率偏高且以专利的名义在市场上哄抬价格,垄断市场,所以一直得不到推广应用。目前只能应用于一些非重要民用建筑工程基础及较大面积的软基础加固,基础改善处理等工程,国家重点工程极少使用空心方桩。
预应力空心方桩与实心方桩、空心管桩经济型比较
目录
一、2007年全国建设行业科技成果推广项目 (1)
二、预应力空心方桩与实心方桩的性价对比 (2)
2(一)质量 ............................................................................................................
2(二)积土 ............................................................................................................
2(三)施工 ............................................................................................................
2(四)工程造价 ....................................................................................................
(五)承台造价 .................................................................... 错误!未定义书签。
三、300预应力空心方桩与400管桩的性价对比 (3)
四、400预应力空心方桩与500管桩的性价对比 (5)
五、预应力空心方桩与预应力管桩的桩身质量分析(特别做抗拔桩使用) (7)
预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较
预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较
首先,预应力空心方桩的特点是桩身为空心结构,并且预应力钢筋布置在桩身内部。这种桩基的优点是抗扭刚度好,能够承受较大的水平力,适用于地震、风力等较大风险的工程场合。此外,预应力空心方桩具有较高的安全系数,能够满足桩基在承受荷载时的变形和稳定性要求。然而,预应力空心方桩施工复杂,需要专业的预应力施工技术和设备,施工周期较长,造价也相对较高。
实心方桩是一种桩身为实心结构的桩基。和预应力空心方桩相比,实心方桩的施工工艺较为简单,施工周期较短,造价相对较低。实心方桩适用于不需要承受较大水平力和抗扭刚度要求的工程场合。实心方桩可以通过提高桩身截面的尺寸和增加钢筋配筋来增加桩基的承载能力。实心方桩的缺点是其刚度较小,无法承受较大水平力,在地震、风力等风险较高的地区使用有一定的局限性。
空心管桩是将管状的钢模具沉入地下,然后在模具内部灌入混凝土形成桩基。空心管桩适用于较浅的地下水位和地下土层较软的场合。这种桩基的优点是施工简单快捷,适用范围广泛。此外,空心管桩的成本相对较低且经济实惠。然而,空心管桩的强度较低,抗桩身剪切能力相对较弱,只适用于不承受较大剪切力和水平力的场合。
综上所述,根据具体的工程需求和设计要求,选择预应力空心方桩、实心方桩或空心管桩都是合理的选择。在抗扭刚度和抗剪强度要求较高的场合,预应力空心方桩是最适合的选择;在施工周期较紧迫和造价要求较低的情况下,实心方桩是较为经济实惠的选择;而在地下水位较浅、土层较软的场合,空心管桩是最合适的选择。因此,在实际工程中,应根据具
管桩和空心方桩对比
管桩和空心方桩的对比分析
目前在市场上部分厂家非客观的反映空心方桩的综合性能比管桩优越,一味的诋毁管桩,否定管桩在地基基础应用上的成果和认可,通过和山东省内有经验的勘察、设计大师、部分管桩生产厂家、预制桩施工单位做沟通交流,特从预制桩的发展历程到施工上的真实表现,以作如下客观的反映现状:
一、预制桩的发展历程介绍:
50年代我国大部分预制桩为实心混凝土方桩,到了60年代研发了空心方桩、预应力空心方桩(采用振动、抽芯式工艺),后因其产品本身缺陷被预应力混凝土管桩取代。98年云南中技公司开始试生产离心法空心方桩,并在一些小型民用建筑中试用,同时颜小荣申请了相关专利(其专利号200410040717.5一种离心法蒸汽养护制造预应力高强混凝土空心方桩的方法),后被别人无效。贾燎在2003年12月也申请了专利,专利号为200320116232.0一种离心砼方桩及成型模具。中国建筑科学研究院副院长黄强在2005年1月申请了专利,专利号为CN200520001774.2预应力混凝土空心方桩及桩尖,颜剑鸣、泰州海恒建材机械有限责任公司等个人和企业均在07年之前申请了相关空心方桩的专利。相关书籍早在02年就已经有详细介绍,如阮启楠在2002年所著的《预应力混凝土管桩》。
2006年上海中技开始仿效管桩离心方法制作空心方桩,在生产和使用过程中质量问题频繁,在上海及周边有一定的市场,但此桩种及相关标准至今仍不成熟。
2007年上海中技桩业有限公司在其基础上再一次申请专利,专利号为ZL200710068545.6。但是离心空心方桩由于其钢筋混凝土的保护层、最小配筋率、桩身混凝土截面的不均匀性、法向应力作用不均等一些技术指标不符合国家规范的要求,桩身的成桩质量得不到控制,施工时造成烂桩率偏高且以专利的名义在市场上哄抬价格,垄断市场,所以一直得不到推广应用。目前只能应用于一些非重要民用建筑工程基础及较大面积的软基础加固,基础改善处理等工程,国家重点工程极少使用空心方桩。
管桩与各桩种经济对比分析
其他桩种
木桩
木桩具有取材方便、成本低廉等 优点,但承载力和耐久性较差, 适用于临时工程和轻型结构。
wk.baidu.com
灰土挤密桩
灰土挤密桩适用于处理湿陷性黄 土等地质条件,具有提高地基承 载力和减小沉降的作用。但施工 速度较慢,成本较高。
砂石桩
砂石桩适用于松散砂土、粉土等 地基处理,具有提高地基承载力 和减小沉降的效果。但施工质量 控制难度较大。
应用领域
管桩广泛应用于建筑、市政、交通、 水利等领域的基础工程中,如高层建 筑、桥梁、码头、堤防等。
市场需求
随着基础设施建设的不断推进和城市 化进程的加速,管桩市场需求持续增 长。同时,对管桩的质量和性能要求 也越来越高,推动着管桩技术的不断 创新和发展。
03
各桩种概述
Chapter
钢筋混凝土桩
缺点
钢管桩成本较高,且对于硬土层等地质条件,打入难度较大。同时,钢管桩的连接和防腐处理也需要较高的技术 要求。
预应力混凝土管桩
优点
预应力混凝土管桩具有较高的抗裂性和耐久性,适用于各种地质条件和荷载要求。其施工速度较快, 且成本相对较低。
缺点
预应力混凝土管桩在运输和施工过程中需严格控制裂缝开展,以免影响其承载能力。此外,对于特殊 地质条件,如软土地区,需进行特殊处理。
04
经济对比分析
Chapter
管桩与方桩比较
相关于其它桩型,特别是预应力混凝土管桩而言,其突出的优点在:
1、同等直径的新型方桩外侧外表积比传统的圆桩大许多,且成方型或多边角型,在土层中桩体与土的接触面与角比圆桩大许多,可有效进步单桩的承载力;
2、在桩选型时不只可选用比圆桩较小截面尺寸的新型方桩,依据设计标准请求,根底承台尺寸还可进一步减小,减少根底混凝土和钢筋用量,经过设计测算不同类型的根底造价可节约10-30%左右;
3、由于选用较小截面尺寸的新型方桩,减少打桩时的挤土效应,对周边公开管线、建筑物的影响和毁坏大大减少,还能够加快施工速度;
4、空心方桩不只构造承载力比圆桩要大,抗剪力更是圆桩的2-3倍,抗震性能优越,愈加合适在高层建筑、大面积公开室建筑物根底中应用;
5、大面积公开室上浮现象时有发作,空心方桩可按国标图集直接作抗拔桩运用,很合适大面积公开室工程,不像圆桩需作专项设计等等;
混凝土管桩优点:
预制桩包括混凝土方桩、钢桩、钢管混凝土桩和预应力管桩;其中管桩是表现了当代混凝土技术进步和混凝土制品高新工艺程度的一种预制桩;单比管桩,混凝土方桩其制造环境和设备条件差、价钱贵、消费周期长、劳动消费率低、资料耗用量大、沉桩时挤土量大,施工难度大,损耗率高,不利于工厂消费储藏、施工过程中噪音大;预应力管桩具有明显的优越性:
1、质量稳定,性能牢靠,
2、消费周期短,
3、设计选用范围广.
4、单桩承载力高,单位承载力造价廉价
5、抗弯、抗拉性能好;
6、成桩质量牢靠;
7、吊装便当、施工便当;
8、顺应范围广;
9、具有与其它桩型的桩基设计更高的抗震性能;
预应力空心方桩
二、优点
3、方桩可以替代400管桩、 400空心方桩可以替代500管桩;若用空心方桩替代管桩, 承台或剪力墙的尺寸可减小,则钢筋的用量和基础深度也减小。下面以300空心方桩 的承台与400管桩承台的经济对比。(承台布置,见图1、图2):
(1)单个4桩承台使用混凝土量(带钢筋),以国家规范承台桩之间中心距不得小 于3D计算; (2)管桩承台混凝土量:(400*5.5)*(400*5.5)*承台厚度80=3.872立方; (3)空心方桩承台混凝土量:(300*5.5)*(300*5.5)*承台厚度80=2.718立方; (4)以混凝土(带钢筋)800元/立方承台计算; (5)管桩承台的费用:3.872*800=3097.60元; (6)空心方桩承台费用:2.718*800=1742.40元; (7)以300空心方桩替代400管桩,仅一个承台可节省费用1355.20元。
二、优点
4、空心方桩的施工破损率低,同时空心方桩的方形端板比管桩的圆形端板有更大的焊 接周长,充分保证每节桩的有效焊接强度,大大减小了管桩在施工中出现的节头脱焊或 移位现象,使沉桩质量更优。
三、缺点
现市场生产空心方桩的厂家比较少,空心方桩的使用还属于推广期,方桩的外观质量
控制有待提高。
四、建议
现市场生产空心方桩的厂家比较少,空心方桩的使用还属于推广期,方桩的外观质量 控制有待提高;各地区的地质情况能否满足其设计要求,待验证。
高强度预应力管桩的应用及分析
高强度预应力管桩的应用及分析摘要:高强度预应力管桩在工程施工中具有无可比拟的优点,本文通过对预应力管桩的应用分析,对预应力管桩的优缺点进行初步探讨。
关键词:预应力管桩基础沉桩承载力
中图分类号:tu4 文献标识码:a 文章编号:
引言
随着国内基本建设的发展,地基基础工程日益显得重要,各种建筑都需要有一个坚固的基础,同时又希望造价比较经济。一幢房屋建筑,基础造价要占到工程总造价的 1/8,甚至到 1/5,这对业主来说是不容忽视的投资。
桩是目前国内应用较为广泛的一种基础形式,特别在软土地区桩基工程几乎与高层建筑紧密联系在一起。现在应用较为广泛的桩基有人工挖孔桩、沉管灌注桩、预制方桩、高强度预应力管桩。特别是高强度预应力管桩随着制作及施工工艺的改进应用越来越广泛。
高强度预应力管桩的特点
1)、管桩工地机械化施工程度高,现场整洁,避免了钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况,也避免了人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象,并且管桩工地可以24小时连续施工。
2)、管桩施工速度快。一台打桩机每台班至少可打 7-8 根桩,
可完成 2000kn 以上承载力的桩基工程。由于缩短了建设工期,创造了时间效益,进而降低了工程造价。
3)、施工中由于压桩引起的应力较小,且桩身在施工过程当中不会出现拉应力,桩头一般都完好无损,复压较为容易。
4)、单桩承载力高。由于挤压作用,管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。
5)、对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。因为管桩桩节长短不一,通常 4-16m 一节,搭配灵活,接长方便,在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度,节省了用桩量。
预应力空心方桩与管桩的对比分析
说明 450x450 方桩的截面 惯性矩比 Φ500x125 管桩大 11.0%; 500x500 方桩的截面 惯性矩比 D500x125 管桩大 65.4%。
根据国家标准 GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》与中南标 12ZT208《预应力离 心混凝土空心方桩》的规定,Φ500x125 管桩和 450(260)方桩(AB 型)的抗裂弯矩和极限 弯矩基本相当,完全可以取代使用,而 500(310)方桩(AB 型)的弯矩则比 Φ500x125 管 桩大 50%左右,见下表: 桩型 Φ500x125 管桩 AB 型 450(260)方桩 AB 型 500(310)方桩 AB 型 抗裂弯矩(kN.m) 121 146 181 极限弯矩(kN.m) 200 242 276
1 整理得:B=√0.785[D2-(d2-dp2) ----○
管桩与方桩桩身外周长计算: Ug=������D Up=4B
把式代入则得:Up=4√0.785[D2-(d2-dp2) 若:管桩和方桩的内孔直径相等,即 d= dp 则可得:Up=3.544D=1.129Ug,即:相同内孔直径、相同截面积的前提下,方桩的外周长 是管桩外周长的 1.129 倍,也就是说,在相同地质条件的场地里,在相同混凝土用量的情况 下,方桩能提供的桩周摩擦力比管桩大 12.9%,在端承力一样的情况下,方桩能提供的总承 载力肯定也比管桩大。 我们用 Φ500x125 管桩和 450(260)方桩来作个对比 桩型 管桩 方桩 外直径(边长) (mm) 500 450 内孔直径 (mm) 250 260 比例 截面积 (mm2) 147187.5 149434 1.015 截面外周长 (mm) 1570 1800 1.1465 说明 450x450 方桩的 摩擦承载力比 D500x125 管桩 大 14.65%
预应力实心方桩与管桩预制方桩对比
二、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩造价对比分析
三、预应力混凝土方桩与预制混凝土方桩对比
四、预应力混凝土方桩安装施工
五、预应力混凝土方桩相关检测报告
一、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩对比
降低成本
—1、接桩采用无端板连接技术
无端板(无焊接)技术为预制桩行业的革新技术。
按1000元/ m3
400预应力方桩
500预应力管桩
四桩
承台
400
预应力方桩
36%
2178
500
预应力管桩
400预应力方桩代替500预应力管桩,每个四桩承台混凝土带钢筋量可节约,可节约资金2178元,节约百分比为36%。
(a)按单个4桩承台混凝土方量(带钢筋)计算,国家规范承台桩间距≥计算,承台厚度按80cm计算:
四、预应力混凝土方桩安装施工
图1
图2
图3
图4
图5
图1 工厂堆场一隅
图2 施工现场堆放及施工
图3 桩头(封盖、安装插杆)特写
图4 浇注防腐材料
图5 桩身对接
五、预应力混凝土方桩相关检测报告
(c)如承台下用桩量有22960米,承台节约造价×22960=295610元。
(d)2、填芯造价对比
预应力管桩桩顶与承台连接剖面图
㈠500管桩抗压,桩长43米250套,医技病房楼,用桩量10750米,
预制方桩与管桩选型对比试验
预制方桩与管桩选型对比试验
王坤昂;谢义兵;赵志忠
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】本试验通过预制方桩和管桩的比对试验,分析了两种桩型的竖向受力和水平受力存在的差异,提出了桩型选择方案;同时给出了两种桩型的地基土水平抗力系数的比例系数,分析两者之间存在的差异.
【总页数】2页(P132-133)
【作者】王坤昂;谢义兵;赵志忠
【作者单位】黄河水利科学研究院河南,郑州,450003;黄河水利科学研究院河南,郑州,450003;黄河水利科学研究院河南,郑州,450003
【正文语种】中文
【中图分类】TU4
【相关文献】
1.桩间制桩及快硬砼在砼预制方桩制桩中的应用 [J], 秦红文
2.揭阳地区预应力管桩预制方桩与钻孔灌注桩实例对照 [J], 林二鹏
3.预应力混凝土管桩与预制方桩在工程中的比较 [J], 宋卫国
4.小截面预制方桩制桩质量控制要点 [J], 张强;熊春煌
5.PHC管桩和预制方桩受力性状试验对比分析 [J], 张忠苗;喻君;张广兴;王立忠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买
预应力实心方桩与管桩、预制方桩对比资料
一、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩工艺对比
二、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩造价对比分析
三、预应力混凝土方桩与预制混凝土方桩对比
四、预应力混凝土方桩安装施工
五、预应力混凝土方桩相关检测报告
一、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩对比
降低成本
—1、接桩采用无端板连接技术
无端板(无焊接)技术为预制桩行业的革新技术。
—2、生产工艺成熟且更优化
与管桩相比,生产工艺几乎相同,只是预应力混凝土方桩将生产工艺中“喂料、张拉、蒸汽养护、脱模”这四步骤工序集合到了一起,在对产品质量更有保证前提下,大大提高了生产效率、大大减少了人工成本。
—3、无需灌芯
与管桩相比,预应力混凝土方桩在与承台连接时,无需放钢筋笼、无需灌芯,可节省整体基础造价,一次成型。
接桩方便快捷
管桩端板焊接连接上下两节桩需要10分钟,弹卡式连接接头无需焊接,接桩时直接对接连接,接桩速度很快,上下接桩时桩头面上及弹卡螺孔采用环氧树脂进行密封防腐,完全保护住钢铁材质的连接件不受外界环境酸碱性的侵蚀。
抗拔优势明显—预应力混凝土方桩主筋可直接锚入承台
弹卡式连接接头可直接将锚固筋拧入其中,使得锚固筋与预应力主筋在同一轴线上。在作为抗拔桩使用时,响应《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第293页8.5.12所提到的:预应力筋必须锚入承台。同时《建筑地基基础设计规范》P293页中8.5.12提到,作抗拔桩使用时应慎用预应力混凝土管桩,因为预应力管桩作为抗拔桩使用时,出现了数起桩身抗拔破坏的事故,主要表现在主筋镦头与端板连接处拉脱,管桩的接头焊缝因为暴露在地下水中其耐久性也有问题。
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浅析预应力管桩与预制方桩的比较
摘要:本文对预应力管桩的优点和施工方法进行分析,并应用工程实例对预应力管桩和预制方桩进行比较,阐明了预应力管桩在经济、工期和工程适应方面,都比预制方桩更有优势,值得推广。
关键词:PHC预制管桩预制方桩应用实例经济效益
Abstract: in this paper, the advantages of prestressed pipe pile and construction method is analyzed, and an example of application engineering and precast prestressed pipe pile compared the piles, illustrates prestressed pipe pile in economy, time limit and engineering to adapt to, prefabricated than the piles have more advantages, is worthy to be popularized.
Keywords: PHC pipe pile prefabricated prefabricated party application example economic benefits
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
众所周知,工程桩基础作为建筑物的一个重要组成部分,肩负着保证建筑物安全、稳固的使命。以往,预制方桩由于质量直观一直作为工程桩特别是高层建筑桩基的首选桩型之一。然而近一年金山地区建筑市场上出现一个新宠,并有很快替代预制方桩之势,它就是PHC预应力管桩。
一、PHC桩概述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、180℃左右的蒸汽养护,制成一种空心圆筒型混疑土预制构件,标准节长为10m ,直径从300mm~800mm ,混凝土强度等级≥C80。
PHC桩是近年来我国引进日本、美国等发达国家的先进生产技术而研究开发的一种新型予制桩。该产品按照国标GB13476-92《先张法予应力混凝土管桩》设计制造。它具有:产品工厂流水线生产,质量稳定可靠;桩身混凝土强度高,耐锤打性好,贯穿能力强;单桩承载力高,单桩承载力价格便宜;对不同地质条件和不同沉桩工艺适应性强;运输吊装轻便,施工速度快,工期短,施工现场简洁文明以及成桩质量监测方便等一系列优点,是我国目前各种预制方桩理想的更新换代产品,受到越来越多业主和设计人员的欢迎。二、PHC管桩优点(一)单桩承载力高由于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% 。因此,PHC 管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻
孔灌注桩和人工挖孔桩高。(二)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60 层以下的多种高层建筑。(三)沉桩质量可靠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(四)工程造价最便宜直接成本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见下表:
间接经济效益
评价PHC 管桩的经济效益,不仅看造价,还要看工期。对于工期的价值,在以往计划经济时代,人们对它并不看重,但在当今商品经济发展的时代,“时间就是金钱,工期就是效益”已成为人们的共识,对于贷款投资的人感触尤深。PHC 管桩施工速度快、工效高、工期短,提前竣工投产,将产生巨大的社会效益和经济价值。PHC 管桩的机械化施工程度高,现场整洁,施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况,也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的不安全感。容易做到文明施工,安全生产。减少安全事故,也是提高间接经济效益的有效措施。
三、应用实例本文通过上海华普汽车宿舍楼(6层)设计中运用PHC桩的工程实例,多方面阐述应用该新型产品的综合经济效益和社会效益。根据有关单位审批的红线图,该宿舍楼座落在两幢已建宿舍之间,新、旧楼间距紧凑,施工场地有限,同时要顾及已建宿舍内职工能安全正常使用,因此设计中基础方案的正确选用显得非常重要。
考虑该企业对宿舍楼设计施工的具体要求,即:进度快(工期180天)结构安全经济合理、减少噪声和震动对南北已建宿舍的影响,文明施工,降低基础施工造价等多种因素,本工程选择使用PHC桩。
四.施工方法
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,特别在日本主要用锤击法沉桩。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。施工质量有保证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。对周边环境无影响锤击法沉桩震动剧烈,噪音大,对周边环境影响大,这是锤击法的一大弊端。而静压法施工,无震动,无噪音,很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外,精密仪器房附近区域内施工均可采用静力压桩,以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。在环保意识日益增强的现代社会,静压法施工的这一优势将会得到进一步的体现。施工应力小锤击法沉桩时,由于锤击力的冲击和反射,使PHC 管桩受到较大的压应力波和拉应力波,容易使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹,严重影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载,无冲击和反射应力波,施工应力小且易控制。因此,采用静压法沉桩时,其PHC 管桩的配筋率和混凝土强度等级均可降低一个等级,这意味着静压法可降低PHC 管桩的制作成本。截桩量小静压法送桩深度比锤击法深,且送桩后桩头质量较可靠。拔起长送桩器的能力,静压桩机要比打桩机强得多。因此,基坑开挖后PHC 管桩截去量比锤击法小得多,尤其适用于有多层地下室的建筑工程。适应性好在某些特殊地质(如在石灰岩地区或“上软下硬,软硬突变”的地层) 条件下采用锤击法沉桩时,桩的破损率非常之高,所以在这些特殊地质条件的地区不宜采用锤击法施工,但静压法施工是将桩慢慢地压入土层中,遇到坚硬的岩面,也是慢慢地接触,直到加载至最大值,桩身一般不会被压坏。只要岩面坡度不太大,不产生桩身滑移,仍可保证沉桩质量。在实际工程中,遇到这些特殊地质条件时,采用“多桩大承台”的设计思想,配合使用改良的特殊钢桩尖,仍然可以收到较好的技术经济效益。
结束语
经过上面的分析,预应力管桩在经济、工期和工程适应方面,都比预制方桩更有优势。虽然预应力管桩在我国引进的时间不长,但经过近年对预应力管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累,技术越来越成熟、完善,相信不久的将来会得到更多的认可和更大范围的应用。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。