预应力混凝土管桩应用与发展ppt课件

预应力混凝土管桩的应用与发展
周同和 郑州大学
2011年07月河北石家庄
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内容提要
• 混凝土管桩的历史与发展 • 管桩施工工法介绍 • 管桩生产设计施工中存在的问题与解决思路 • 新型管桩的研发与应用展望 • 结论与建议
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一、管桩的历史与发展
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国外发展概况
1894年 Hennebigue发明了预制混凝土桩，至今已百年历史。 1920年澳大利亚人W.R.Hume 发明混凝土离心法生产工艺 1925年日本引进该项技术，于1934年研制离心砼桩（RC桩） 1962年日本开发了预应力混凝土管桩（PC桩） 1967~1970年日本开发出预应力高强混凝土管桩（PHC桩）
抱压顶压联合式液压压桩机、 抱压振动联合式液压压桩机 √引孔打（压）法 √钻孔植桩法 √中掘法（直径≥600）
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柴油锤
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国产的柴油锤和液压锤
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液压锤
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日本、美国、加拿大、英国、荷兰、德国、俄罗斯等国是 研制、生产使用管桩较多的国家，国外混凝土管桩除广泛用于 工业与民用建筑外，还大量应用于铁路、公路、港口、桥梁、 水利工程等领域。日本是混凝土管桩应用最多、发展较快、使 用面最大的西方发达国家。
为了提高管桩的承载力力，日本发明出了“竹节高强度预 应力混凝土管桩（简称AG桩）”，“扩底桩（Step Taper Piles简称ST桩）”，类似于我国的现场灌注的DX桩、扩底桩。
• 自2010年4月１日起施行。
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近来，我国管桩技术得到快速发展，其主要技术进步表现在
以下几方面： 1）产品与技术标准体系得到完善、生产设备、材料及配套
技术基本成熟 2）磨细矿物掺和料在管桩得到较好应用 这一技术的开发首先在广东地区，羊城管桩厂、原上海建
材学院等单位做了大量工作。不仅可替代30%左右的水泥，且 改善了预拌混凝土的工作性和提高混凝土耐久性及后期强度。 在降低生产成本的同时对节约资源、保护环境有重要意义。
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√ 国内开发的带横隔管桩，提高抗弯能力、延性
（引自：浙江大学宁波理工学院方鹏飞）
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√ SPHC
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二、管桩施工工法介绍
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管桩施工方法简介
√锤击法：柴油锤、液压锤 √静压法：抱压式液压压桩机、顶压式液压压桩机、
目前又开发了长55m的PHC桩，可满足一般水工工程对整 节桩的需要。在钢模、离心设备设计、保证钢模起吊直线度、 防止蒸压釜变形及自动控制等关键技术方面均有自主创新。
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大直径长管桩
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4）钢纤维混凝土管桩得到研发利用 管桩用的高强混凝土虽具有强度高、承载力大等特点，但同
时存在混凝土脆性大、韧性延性差、抗拉强度低等问题，目前我 国沉桩方法主要为打入法沉桩（柴油锤击、液压锤击、自由落体 锤击）和静压法沉桩（顶压法、抱压法），这两种施工方法，会 在沉桩过程中对桩身造成不同程度的损坏。锤击数过高会使桩身 产生微细裂缝，降低桩基使用年限。采用钢纤维增强混凝土制作 的管桩，能有效地改善混凝土的上述力学性能，大大地提高PHC 管桩的抗冲击能力。有关试验表明，钢纤维混凝土管桩的抗裂性 能和抗弯性能比一般PHC管桩提高30%以上。钢纤维混凝土不仅 能提高混凝土强度且能阻止混凝土裂缝及延展的时间，克服因应 力集中的过早开裂，可使桩身具有良好的韧性和延性。
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5）新型管桩产品得到开发应用 随着日益扩大的建筑市场需要，管桩的生产设计不断更
新，涌现了大批新型产品，可适应不同类型基础的施工。针 对PHC管桩弱点，开发了“先张法”钢绞线预应力混凝土管 桩（SPHC管桩），带肋PHC桩等，他们的共同特点是保持原
有PHC桩竖向承载力高的特点，通过改变管桩配筋及断面 形状，改善管桩延性提高管桩截面抗弯承载力。
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√日本钢管混凝土管桩ACCS 桩，桩水平承载力大为提高
（引自：王重）
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Hale Waihona Puke Baidu
√ 日本研发出扩端预应力混凝土管桩，以提高桩端承载力
（引自：王重）
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√日本研制的变节AG桩，用于提高桩侧阻力
（引自：王重）
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• 马来西亚近年发展很快，生产管桩最大规格直径为 1200mm，单节长度达46m，正在研发52m.
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我国于 1992年颁布国家标准《先张法预应力混凝土管
桩》GB13476-92； 1999年修订成GB13476-1999 2010年修订成GB13476-2009 于 1994年编制出版《预应力管桩结构标准图集》 2003年版标准图集《预应力混凝土管桩》 2010年修订版标准图集《预应力混凝土管桩》
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• 1998年广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》 DBJ/T15-22-98 /2008修订版；编制完成广东省标准《静 压预制桩基础技术规程》
• 浙江、辽宁、吉林、广西、福建、湖北、云南、河南、四 川、安徽、山东、陕西、天津、江苏等省也编制了相应规 （程）范。
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• 河北省建筑科学研究院会同有关单位编制的《预应力混凝 土管桩基础技术规程》DB13(J)/T105—2010
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3）大直径管桩得到开发应用 随着港口工程、船用构筑物、桥梁工程的发展需要，大直
径、超长管桩的需要量日益突出。 交通部三航局对引进技术消化、吸收和进行攻关，1998
年开发了直径1200 mm，单节长度最长为30m的长管桩，管 桩采用离心、振动和辊压三种复合工艺（CEN—VI—RO）成 型，并经蒸养、水养后，拼接张拉、灌浆自锚的预应力混凝土 管桩，其特点是高密度、低水灰比，高强度、低渗透性。
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国内管桩发展状况
预制混凝土管桩因其生产技术先进、工业化程度高、质量 稳定、施工周期短等技术、经济优势，在国内得到较快的应用 与发展，已成为基础工程的重要桩基形式。
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我国1944年开始生产钢筋砼离心管桩（RC桩）；
1969年丰台桥梁厂开发生产预应力混凝土管桩（PC桩）； 1981年香港由日本人设厂生产预应力高强管桩（大同桩）； 1984年广东建立第一家预应力管桩的生产厂； 1988年原交通部三航局全套引进日本设备和技术生产PHC桩； 1990年广东南方和鸿运管桩厂部分引进日本设备和技术生产 PHC桩。