预应力混凝土管桩与方桩
预应力混凝土管桩与方桩
广东省标准规定：抗拔管桩应将桩所有纵向 钢筋全部直接锚入承台内，因此必须截桩， 这样会使桩身结构有所损伤，另外也费时费 力。
上海标准规定：用微膨胀混凝土填芯内插钢 筋，同时在端板上焊钢筋，并将所有钢筋锚 入承台内; 锚固钢筋的直径和数量应根据 抗拔力大小进行计算调整。
若出现截桩情况，抗拔力要通过填芯混凝土 与管桩管壁的粘结力来传递。
PHC桩与空心方桩替换问题的例子
外周长 PHC-AB500(100)-30 1.571m HKFZ-AB400(240)-30 1.600m PHC-B600(110)-30 1.885m HKFZ-B500(300)-30 2.000m
内周长 0.942m 0.754m 1.194m 0.942m
f t w为角焊缝抗拉设计强度
PHC桩的抗拔验算—端板孔口抗剪强
度验算
N
n
d1
d2 2
(ts
h1
h2 2
)
fv
1060kN
fv为钢材的抗剪强度设计值.
若抗拔力较大，可加厚端板，以提高端板孔口抗剪 强度，增加其安全度。若增厚为20mm，则N=1154kN; 若增厚为22mm，则N=1343kN; 若增厚为24mm，则 N=1470kN。
Nl ( pc ft )A (7.56 2.22) (5002 3002) / 4 1229kN
PHC桩的抗拔验算—焊缝强度
Nl (D12 D22 ) / 4 ftw (4982 4762 ) / 4170 2861kN D1为焊缝外径，D 1 D 2mm D2为焊缝内径，D 2 D 2a
PHC桩的抗拔验算—与承台的连接
管桩与空心方桩的比较分析
管桩与空心方桩的比较分析管桩与空心方桩比较分析一、总体概述1、管桩与空心方桩从生产角度来说比较相似，都适用于较高要求的建筑，持力层的选用面广，适用性强。
就空心方桩而言，是在2008年从日本将此类桩型引进到国内并应用，其中，一些相关要求基本遵循管桩的设计要求与施工要求。
2、空心方桩：HKFZ400（240）A的空心方桩除去四个角的钢筋保护层厚度符合国家工业防腐要求，其他地方未能符合有关规范要求。
最新的工业防腐规范上要求混凝土的保护层厚度不应小于35mm。
3、预应力管桩与预应力空心方桩所拥有的特点基本相似，而两者之间表现出来差异性，集中在一些设计方面与使用方面。
二、相关数据对比根据国家建筑标准设计图集10G409与09G305相关数据对比，HKFZ400（240）A与PHC500（100）A之差较大，HKFZ 400（240）A几何参数、配筋及力学性能都偏小，下面是相关数据的比较：HKFZ 400（240）A：混凝土有效预应力为3.58N/mm2；抗裂弯矩为77KN·m；抗弯承载力设计值为83KN·m；竖向抗压承载力设计值为3107KN；竖向抗拉承载力设计值为515KN；抗剪承载力设计值为129KN；PHC500（100）A：混凝土有效预应力为4.84N/mm2；抗裂弯矩为103KN·m；抗弯承载力设计值为132KN·m；竖向抗压承载力设计值为3158KN；竖向抗拉承载力设计值为598KN；抗剪承载力设计值为206KN；HKFZ 400（240）A：所采用预应力主筋直径为9.0mm，使用主筋条数8条；螺旋筋直径为4mm；PHC500（100）A：所采用预应力主筋直径为9.0mm，使用主筋条数为11条；螺旋筋直径为5mm；三、管桩与方桩的不同处：外形：管桩是圆形，其截面是环形；方桩是正方形，其截面是外方内圆形。
骨架：管桩是圆形，方桩是方形，在桩截面积相同的条件下，同型号的管桩配筋率与方桩的配筋率是不同的。
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。
空心方桩的使用，因其诸多优点，必将为市场所接受，并得到推广使用。
日本，作为管桩的发明者，从20世纪60年代起大量推广使用，近年来，其管桩的使用逐年减小，2004年全国使用管桩不到500万米；而从2000年开发出新型方桩以来使用量已经占所有桩型的40%，可见方桩的优势。
打入桩(预制方桩、预应力管桩)工艺标准
打入桩（预制方桩、预应力管桩）（一）施工准备1.材料（1）钢筋砼预制方桩、预应力管桩的规格、质量必须符合设计和施工规范的规定，并有出厂合格证明。
（2）接桩用的焊条的牌号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定，并应有出厂合格证明。
一般宜用结422焊条。
（3）钢板或角钢的材质、规格因符合设计要求，且应有质保书或检验报告，宜采用低炭钢。
2.作业条件（1）应有工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计或方案。
（2）桩基的轴线和标高均应测定完毕，并经过检查，办理了复核签证手续。
（3）已排除架空障碍物，在建筑物旧址或杂填土区施工时，应预先进行钎探，在桩位置将探明的旧基础、石块、废铁等障碍物清除和采取其它处理措施。
（4）打桩场地附近的建筑物或构物，如有震动要求和影响使用安全时，打桩前应会同有关单位采取措施予以有效的处理。
（5）场地已碾压平整，其表土承载力满足要求，保证桩基在移动时稳定垂直。
雨季施工，必须采取有效的防水措施。
（6）根据轴线放出桩位线，用短木桩或短钢筋打好定位桩，并用摆灰作出标志，便于施打。
（7）正式施工前必须先打试验桩，其数量不少于2根，以确定桩长和贯入度，并校验打桩设备、施工工艺及技术措施是否符合要求。
（二）操作工艺1.桩夹应平稳地夹设在打桩部位，用钢缆拉牢，打桩机的安装，必须按照有关程序或说明书进行。
3.桩机就位。
打桩机就位时，应对准桩位，垂直稳定，确保在施工中不倾斜、移动。
4.起吊预制桩。
先拴好吊桩的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑住桩上端约50cm处，起动机器起吊预制桩，使桩尖对准桩位中心，缓缓放下插入土中。
插桩必须正直，其垂直度偏差不得超过0.5%，再在桩顶扣好桩帽，即可斜去索具。
桩帽与桩周边应留5-10cm的间隙，锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应有相应的弹性衬垫，一般采用麻袋、纸皮或木砧等衬垫材料，锤击压缩后的厚度以120-150mm为宜，在锤击过程中，应经常检查，及时更换。
4.稳桩。
桩尖插入桩位后，先用低锤击一二下，桩入土一定深度后，再使桩垂直稳定。
预制方桩与预应力管桩施工组织设计
单元桩基工程施工组织设计目录1.编制依据及说明............................. 错误!未指定书签。
2．工程概况及工程施工特点.................... 错误!未指定书签。
2.1工程简介 ............................ 错误!未指定书签。
2.2建设地点及自然地质条件............... 错误!未指定书签。
2.3施工条件 ............................ 错误!未指定书签。
2.4项目管理特点及总体要求............... 错误!未指定书签。
2.5主要实物工程量....................... 错误!未指定书签。
2.6工程施工特点......................... 错误!未指定书签。
3．项目组织机构及管理班子配备................ 错误!未指定书签。
3.1项目经理部组织机构图................. 错误!未指定书签。
3.2项目经理部各部门职责范围............. 错误!未指定书签。
3.3项目经理部主要管理人员职责........... 错误!未指定书签。
4．施工部署.................................. 错误!未指定书签。
4.1项目的质量、进度及安全目标。
......... 错误!未指定书签。
4.2拟投入的最高人数和平均人数........... 错误!未指定书签。
4.3施工程序 ............................ 错误!未指定书签。
4.4项目管理总体安排..................... 错误!未指定书签。
4.5施工平面图及日常管理................. 错误!未指定书签。
5．主要施工方案.............................. 错误!未指定书签。
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，应根据具体的工程情况和需求进行选型，并结合经济性、施工工期和安全性等方面综合考虑，选择最合适的桩基型式。
预制桩
打 入 预 制 桩
电 焊 接 桩
锤 击 打 入
预 制 桩
（４） 打桩的质量控制
a．桩的垂直偏差应控制在1%(规范要求0.5%）之内； b．平面位置的允许偏差（见下表）
基础形式
单排或双排桩的条形桩 基
承台
桩数为1~3根 桩数为4~16根
桩数大于16根
允许偏差
垂直于条形桩基纵 平行于条形桩基
轴线方向
力可达5000KN以上，如右图。
2
右图 液压式静力压桩机
1-操纵室；2-电气控制台；3-液压系统；4-导向架；5-配重； 6-夹持装置； 7-吊桩把杆；8-支腿平台；9-横向行走与回转
装置；10-纵向行走装置；11-桩
静力压桩多采用分段预制、 分节压入、逐段接长。当下节 桩压入土中后上端距地面 0.8～1m时接长上节桩，继续 压入。每根桩的压入、接长应 连续。
结构简单、使 用方便； 不需从外部供 应能源
过软的土中会使工 作循环中断；
污染大
蒸汽动力
适用面广
冲击力较大； 无污染
需配备锅炉设备；
液压作用
适合水下打桩 和软土打桩
能获得较大的 贯入度
构造复杂、 造价高
国内最大的 D180筒式柴油锤
HHP系列液压打桩锤
b. 桩锤的选择
用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损 坏，应采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击 功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头 容易打碎。
直接影响打桩速度（和２打桩）质打量，桩应顺综合序桩距大小、桩机性
能、工程特点和工期要求考虑。
a．避免挤土影响
⑴ 由一侧向单一方向打(逐排打)：桩的就位和起吊方便，打 桩效率高，但土壤向一个方向挤压，桩距≥4倍桩径时，土壤 的挤压影响可忽略不予考虑，小于4倍桩径时可产生桩身倾斜 或浮桩，应考虑跳打或变换打桩顺序；
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;。
浅析预应力管桩与预制方桩的比较
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。
管桩与方桩性价对比
管桩与方桩性价对比 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
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。
方桩与管桩造价分析
空心方桩与管桩的造价分析预应力空心方桩和管桩同属于预制预应力空心桩，也是当前天津地区使用最为广泛的两种桩基础产品，也都有相关的规程和图集。
管桩在天津地区使用年限较长，但这两年预应力空心方桩凭借其先进的生产工艺和特有的经济优势在天津地区发展迅猛，原管桩厂家（建华、建城、宝丰等）纷纷转型生产预应力空心方桩以适应市场需要。
据了解，在承载力相当的情况下管桩和预应力空心方桩的价格也是相当的，比如400的方桩和500的管桩承载力几乎一样，其产品价格也同为150 元/米左右，而 450 的方桩承载力与600 管桩相当，其价格为210 元/米左右。
预应力空心方桩的优势主要体现在承台的节约上。
桩与承台基础是不可分割的应用体，桩基承台一般采用钢筋混凝土结构，起承上传下的作用，把上部荷载传到基桩上。
厂房多为承台基础，根据桩基设计规范，各桩间中心距不宜小于桩直径(方桩按边长计算 )的 3.5 倍 d，承台外边缘与桩体中心距不小于桩直径（方桩按边长计算） 1 倍 d。
现就 400（210）AB 空心方桩比 500（100）AB 管桩及 450（250）的方桩和 600 （110 ）的管桩做一简单经济对比分析：如图所示：1.0d1 3.5.d1 1.0d11d.5注：图 1 为 500（100）AB 管桩 4 桩承台示意图1.0d2 3.5d2 1.0d22d.5图 2 为 400（210）AB 空心方桩4 桩承台示意图以承台厚度为0.8 米为例（承台越厚方桩省的越多）：1）500 管桩四桩承台体积为：（0.5m ×5.5）×(0.5m ×5.5) × 0.8m=6.05 （m3）2) 400 空心方桩四桩承台体积为：（0.4m ×5.5）×(0.4m ×5.5) × 0.8m=3.87 （m3）方桩承台体积节约比例为：（6.05-3.87 ）÷6.05= 36% ，桩间距越大方桩省的越多。
预应力混凝土管桩与预应力混凝土空心方桩经济性之比较
预应力混凝土管桩与预应力混凝土空心方桩经济性之比较作者：杨敏来源：《环球市场》2019年第31期摘要：预应力混凝土空心方桩较预应力混凝土管桩经济的论文读到不止一篇，按照桩基计算公式，从理论计算值上也确实可以得出方桩比管桩经济的结论。
然而，试桩结果证明，管桩的试验值大于计算值，方桩的试验值小于计算值，实际使用时，管桩可能比方桩更加经济。
关键词：预应力混凝土管桩;预应力混凝土空心方桩;经济欧德油储（南京）有限责任公司曾于2012年和2018年分别新建2万立方米甲醇储罐3座和2座，储罐直径均为38.72m，储罐高度19.8m，两批储罐东西向中心距55m，储罐布置如下图所示。
两次勘察土质情况无突变，地面以下约1.5m范围内为素填土，约1.5m～8.5m范围内为淤泥质粉质黏土，约8.5m～14.5m范围内为粉质黏土，再往下分别为粉砂，粉细砂及细砂，故设计方案采用桩基，考虑施工进度，采用预应力混凝土桩。
2012年设计左边三个储罐基础时，如果采用边长为400的预应力混凝土空心方桩，依据《建筑桩基技术规范》中混凝土空心桩计算公式Q uk=Q sk+Q pk=uΣq sik l i+q pk（j+λp A pl），其中，Q uk为单桩竖向极限承载力标准值，Q sk，Q pk为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值，i 为桩身周长，q sik为桩侧底层土极限侧阻力标准值，q pk为桩端极限端阻力标准值，l i为第i层土层厚度，A j为空心桩桩端净面积，A pl为空心桩敞口面积，λp为桩端土塞效应系数。
入持力层深度5d后，32m长单桩承载力特征值（计算值）应为1500kN，按桩长单价140元/米，打桩25元/米，接头20元/个，需要桩数为167根，单罐桩费用为：140*32*167+25*32*167+20*2*167=88.844万元;如果采用直径为500的预应力混凝土管桩，入持力层深度5d后，32m长单桩承载力特征值（计算值）应为1660kN，打桩及桩头连接费同方桩，桩长单价175元/米，需要桩数157根，单罐费用为175*32*157+25*32*157+20*2*157=101.108万元。
预应力混凝土实心方桩（YZH）的研究与应用
预应力混凝土实心方桩（ YZH）的研究与应用摘要：随着各类基础工程对桩基础的抗弯、抗剪及抗拔承载性能要求的提高，预应力混凝土实心方桩（YZH）应运而生。
研究表明，相比同直径预应力混凝土管桩，预应力混凝土实心方桩的抗弯、抗剪承载力均有明显提高;在同样承载力下，预应力混凝土实心方桩的截面面积明显缩小。
相比同直径普通实心预制方桩，预应力混凝土实心方桩具有材料强度高、抗裂性好、承载力高及耐久性好的特点，其在高层建筑桩基、基坑支护和基础抗浮方面具有优良的运用前景。
[关键词]：预应力混凝土实心方桩；抗弯承载力；抗剪承载力；研究应用；0引言随着地下空间的不断开发与应用，地下工程对基坑支护、基础抗浮的要求越来越高。
预应力混凝土桩由于其生产技术先进、质量可靠、工期短等明显优势得到了快速推广，已成为各类工程的重要基础形式，而其中预应力高强混凝土管桩（PHC桩）的应用最为普及。
然而，预应力高强混凝土管桩（PHC桩）在面对抗弯、抗剪及抗拔承载要求较高的基础抗浮和基坑支护工程时，其应用受到限制。
为克服PHC桩在这方面的劣势，预应力混凝土方桩应运而生。
预应力混凝土方桩是在传统预制钢筋混凝土方桩的基础上，运用先张法预应力混凝土生产工艺的制作而成的一种新型预制混凝土桩。
预应力混凝土方桩具有以下特点：1.桩身混凝土抗压强度高；2.基桩抗压、抗弯及抗剪性能优良；3.施工成桩质量有保障；4.抗土体水体腐蚀能力强；5.桩身形状便于堆放和输运；6.成桩施工低破损率，耐打桩冲击性能高。
7.桩与承台连接构造方式多样便捷；8.绿色建造，节能环保；9.综合技术经济指标高。
1预应力混凝土实心方桩的承载力研究1.1预应力混凝土实心方桩截面几何特征参数计算公式预应力混凝土实心方桩桩身截面面积，桩身抗弯截面模量，桩身截面惯性矩。
这些参数与同尺寸的传统混凝土预制桩相同，但是与相同规模（直径=边长）PHC管桩类比，PHC管桩由于截面中孔，其桩身截面面积、桩身抗弯截面模量和桩身截面惯性矩都会明显降低，降低幅度超过50%。
预应力空心方桩与管桩的对比分析
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【参考文献】 1、国家行业标准 JC/T 2029-2010 《预应力离心混凝土空心方桩》 2、国家建筑标准设计图集 08SG360《预应力混凝土空心方桩》 3、国家标准 GB50010-2010《混凝土结构设计规范》 4、国家标准 GB/T5223.3-2005《预应力混凝土用钢棒》 5、国家行业标准 JC/T540-2006 《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》 6、国家规范 JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》 7、国家标准 GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》 8、日本标准 JISA5337《先张法离心成型高强混凝土管桩》 9、中南地区工程建设标准图集 12ZTG208《预应力混凝土空心方桩》
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对于空心方桩，在 2012 年 5 月发行的中南标 12ZTG208《预应力混凝土空心方桩》中给 出空心方桩的抗剪承载力设计值 Qp 的计算公式，并列出各规格方桩的抗剪承载力，其中计算 公式如下： Qp=Vcs+Vp=0.7ftbho+fyvAsv.sina.ho/s+0.05σ poAp 式中 ft— 混凝土轴心抗拉强度设计值（2.22 N/mm ） ； fyv—箍筋抗拉强度设计值（320 N/mm ） ho — 空心方桩的有效高度；
预应力空心方桩与管桩的对比分析
谈维汉（高级工程师 13928871382） 【摘要】 ： 本文介绍了预应力离心混凝土空心方桩与先张法预应力高强混凝土管桩的差异， 并分析了方桩的优势。 【关键词】 ：方桩优势标准管桩 预应力离心高强混凝土空心方桩（以下简称“方桩”）的出现，使得传统的预制桩行业又 多了一个很好的选择，在华中、华北、东北等地区已经大量使用，并取得了很好的社会和经 济效益，但部分地区的建设和设计、施工单位对这种新的产品还不是很了解，对使用方桩仍 存在疑惑，本文将对方桩和先张法预应力高强混凝土管桩（以下简称“管桩”）作一些简单的 比较，以供大家参考。 一、桩型对比 管桩的横截面是圆环形的，纵向钢筋位置也是圆形布置；而方桩则是外方内圆的形状， 纵向钢筋位置采用方形的布置，分别见图 1，图2 2
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。
二、预应力方桩与预应力管桩造价对比分析上海某医院新建项目抗压桩原设计500预应力管桩18450米，抗拔桩原设计500预应力管桩22960米。
现用400预应力混凝土方桩替代，承台部分及灌芯部分的造价对比如下：1、承台造价对比（承台厚度按0.8m计算）对比桩型承台类型承台编号体积（m3）差量（m3）差量百分比差价（元）按1000元/ m3400预应力方桩500预应力管桩四桩承台400预应力方桩3.8722.178 36% 2178500预应力管桩6.05400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2.178m3，可节约资金2178元，节约百分比为36%。
预应力实心方桩与管桩预制方桩对比
4400预应力方桩无需填芯，则可节约×7700=33110元。
㈢500管桩抗拔，桩长28米820套，地下室，用桩量22960米，
1填芯配筋②号筋——10根20mm二级钢筋，③号筋——8@150，
2填芯采用C40微膨胀混凝土，深度H=4m，托板采用5mm圆薄钢板，
(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，
1填芯配筋②号筋——10根18mm二级钢筋，③号筋——8@150，
2填芯采用C40微膨胀混凝土，深度H=2m，托板采用5mm圆薄钢板，
二、预应力方桩与预应力管桩造价对比分析
上海某医院新建项目抗压桩原设计500预应力管桩18450米，抗拔桩原设计500预应力管桩22960米。现用400预应力混凝土方桩替代，承台部分及灌芯部分的造价对比如下：
1、承台造价对比
（承台厚度按计算）
对比桩型
承台
类型
承台编号
体积
（m3）
差量
（m3）
差量
百分比
差价（元）
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。
3填芯部分综合造价340元，折合到桩长上340÷28=元/米，
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、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》（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》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。
二、预应力方桩与预应力管桩造价对比分析某医院新建项目抗压桩原设计500预应力管桩18450米，抗拔桩原设计500预应力管桩22960米。
现用400预应力混凝土方桩替代，承台部分及灌芯部分的造价对比如下：1、承台造价对比对比桩型承台类型承台编号体积（m3）差量（m3）差量百分比差价（元）按1000元/ m3400预应力方桩500预应力管桩四桩承台400预应力方桩3.8722.178 36% 2178500预应力管桩6.05400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2.178m3，可节约资金2178元，节约百分比为36%。
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直径500 国家 100mm 13Φ 10.7 B型 上海 100mm 15Φ 10.7 直径600 国家 110mm 17Φ 10.7 B型 上海 110mm 18Φ 10.7
空心方桩国家与上海标准的对比
内径、有效预压力等都所有区别。 均不设置桩端锚固筋。
内径 边长400 国家 250mm AB型 上海 240mm
PHC桩的抗拔验算—焊缝强度
2 N l ( D12 D2 ) / 4 ft w
(4982 4762 ) / 4 170 2861 kN D1为焊缝外径，D 1 D 2m m D2为焊缝内径，D 2 D 2a f t w为角焊缝抗拉设计强度
PHC桩的抗拔验算—端板孔口抗剪强
抗压桩与抗拔桩的布置方式
谢谢！
PHC桩的抗拔验算—填芯混凝土的黏
结性能及抗拔力
福建省标准规定：
N l fu pi l f f为填芯混凝土与管壁的 黏结强度设计值 , 当缺乏试验资料时 , 可取0.3Mpa. u pi为内壁面周长 .l f 为填芯长度 .
若填芯长度为1.5m，N=424kN; 若填芯长度为2.0m，N=565kN; 若填芯长度为2.5m，N=707kN.
国家图集03SG409，福建标准
N f py Ap 100515 10.72 / 4 1356 kN
广东省标准DBJ/T15-22-98
Rpl pc A 7.56 (5002 3002 ) / 4 950kN
江苏省标准 苏JG/T011-2003
Nl ( pc ft ) A (7.56 2.22) (5002 3002 ) / 4 1229 kN
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)规定：
对于承载力相接近的管桩与空心方桩，由于方桩边 长比管桩直径小，故桩距可比后者小。
抗压桩与抗拔桩的布置方式
抗压桩一般集中布置在墙下或柱下，以使 底板或柱承台厚度取得较小的数值。 抗拔桩一般均匀布置，不一定集中布置在 柱下。均匀布置可以使抗浮底板厚度减薄。 若桩同时出现抗压和抗拔两种工况，要根 据具体情况而定，看那一种工况占主导地 位，从而决定布桩的方式。
抗压承载力主要取决于外周长和端部截面。 抗拔承载力主要取决于外周长和内径尺寸。 方桩周长稍大，但内周长和端截面稍小一些。
外周长 1 PHC500 内径 内周长 0.942m 0.754m 端部面积 0.1963m2 0.1600m2 1.571m 300mm
HKFZ400 1.600m 240mm
2
抗压承载 力特征值 PHC-AB500 1222kN
抗拔承载 力特征值 751kN
HKFZ-AB400
PHC-B600 HKFZ-B500
1221kN
1495kN 1556kN
747kN
922kN 956kN
565kN
895kN 707KN
注：填芯混凝土的黏结力按福建省规范计算。
PHC桩的抗拔验算
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 上海图集《先张法预应力混凝土管桩》 DBJT08-92-2000 国家图集《预应力混凝土空心方桩》 08SG360 上海图集《先张法预应力混凝土空心方桩》 2006沪G/T-502
PHC桩国家与上海标准的对比
壁厚、型号、预应力筋数量、有效预压力等都所 有区别。 国家标准不设置桩端锚固筋，如设计或使用认为 有必要时可增加设置。上海标准均设置桩端锚固 筋。
壁厚 主筋 有效预压应力 承压设计值 7.2Mpa 7.56Mpa 7.0Mpa 6.84Mpa 3150kN 2460kN 4250kN 3360kN
主筋 8Φ 10.7 8Φ 10.7
有效预压应力 承压设计值 4.94Mpa 5.15Mpa 3000kN 2885kN
边长500 国家 300mm 12Φ 12.6 B型 上海 300mm 12Φ 12.6
6.27Mpa
6.77Mpa
4679kN
4094kN
PHC桩与空心方桩的替换问题
的连接
广东省标准规定：抗拔管桩应将桩所有纵向 钢筋全部直接锚入承台内，因此必须截桩， 这样会使桩身结构有所损伤，另外也费时费 力。 上海标准规定：用微膨胀混凝土填芯内插钢 筋，同时在端板上焊钢筋，并将所有钢筋锚 入承台内; 锚固钢筋的直径和数量应根据 抗拔力大小进行计算调整。 若出现截桩情况，抗拔力要通过填芯混凝土 与管桩管壁的粘结力来传递。
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。
PHC桩的抗拔验算—与承台的连接
有关预制桩的桩距问题
PHC桩的抗拔验算—填芯混凝土的黏
结性能及抗拔力
有关研究表明，填芯混凝土与管壁的黏结强度由接 触面上的胶结力、摩擦力和机械咬合力组成，并随 接触面的位置而变化。在混凝土强度不太高时，黏 结强度随着混凝土抗拉强度的增大而增加。可采用 平均黏结强度的概念，并与混凝土抗拉强度成正比。 公式如下：
N K1D1 Lf t ( K1 0.45 ~ 0.56) 0.5 300 20001.43 1347kN
外周长 PHC-AB500(100)-30 PHC-B600(110)-30 HKFZ-B500(300)-30 1.571m 1.885m 2.000m HKFZ-AB400(240)-30 1.600m 内周长 0.942m 0.754m 1.194m 0.942m 端部面积 0.1963m2 0.1600m2 0.2827m2 0.2500m2 填芯2.5m的 黏结力 707kN
度验算
d1 d 2 h h (t s 1 2 ) f v 2 2 1060kN N n f v为钢材的抗剪强度设计 值.
若抗拔力较大，可加厚端板，以提高端板孔口抗剪 强度，增加其安全度。若增厚为20mm，则N=1154kN; 若增厚为22mm，则N=1343kN; 若增厚为24mm，则 N=1470kN。
3
PHC550
PHC600
1.728m 340mm
1.885m 380mm
1.068m
0.785m 1.194m 0.942m
0.2376m2
0.2025m2 0.2827m2 0.2500m2
HKFZ450 1.800m 250mm HKFZ500 2.000m 300mm
PHC桩与空心方桩替换问题的例子
土体提供的竖向抗拔承载力计算 桩身结构强度验算 管桩连接构件的强度验算 a) 焊缝强度验算 b) 端板孔口抗剪强度验算 c) 钢棒镦头抗拉强度验算 管桩与承台的连接 a) 管桩填芯混凝土抗拔性能 b) 桩顶与承台的连接构造
PHC桩的抗拔验算—桩身强度
以PHC-B500(100)为例：
PHC桩的抗拔验算—钢棒镦头抗拉强
度验算
上海市标准《先张法预应力离心混凝土管桩制 作规程》(DBJ08-302-96)规定：镦头强度损失 不应大于钢筋抗拉强度的5%。所以钢棒镦头按 钢筋抗拉强度的95%来考虑。
N 0.95 f py Ap 12台