大直径混凝土管桩和先张法预应力混凝土管桩简介

大直径混凝土管桩和先张法预应力混凝土管桩简介2010-02-21 14:36:20| 分类：砼技术|举报|字号订阅

程志文周菊芳

中交第三航务工程局有限公司上海浦东分公司

1 前言

中交第三航务工程局有限公司（以下简称三航局）成立于1954年，是国内最先获得港口与航道工程施工总承包特级资质的国有特大型施工企业。大直径混凝土管桩（以下简称大管桩）和先张法预应力混凝土管桩（以下简称PHC桩）是三航局的两个“拳头”产品。大管桩是国家“六五”科技攻关项目，是参照美国雷蒙特公司的制造工艺自行开发的后张法预应力混凝土管桩。PHC桩是1987年日元贷款引进项目，从日本休谟（株）引进了全套制造设备，采用离心工艺生产的先张法预应力混凝土管桩。按照桩的特征分类，这两种桩应该说都属于预应力混凝土管桩，所不同的只是先张和后张以及混凝土强度等级的区别（大管桩属PC桩）。

2 大管桩

2.1 大管桩的概况

1949年美国雷蒙特公司最早用离心机生产了中空预应力混凝土管桩。国内使用大管桩是在70年代中期，随着我国航运事业的发展，原有的预应力方桩已不能适应，而钢管桩又造价高、维护困难。在这样的背景下，三航局于70年代中期开始对大管桩的制造进行可行性研究，1983年“大直径预应力混凝土管桩制造与应用”正式列入国家重点科技攻关项目，并由苏州水泥制品研究院、南京水科院和上海冶金研究院协作，共同完成了大管桩的研制，并获得“六五”国家科技攻关成果奖。1986～1988年，先后在连云港和镇海建管桩厂，1988年开始逐渐在各港口工程建设项目中推广应用，2005年，在江苏省连云港的原厂又建造了大管桩生产流水线。在过去的二十多年里，经过一系列的开发研究工作，对生产设备进行了全面的完善，沉桩工艺不断改良，产品也不断升级换代，如其中的B 型桩获得了上海市科技进步二等奖。在“七五”期间，三航局对该产品又经过进一步地改进，完善，并完成了双根钢绞线混凝土大管桩的研制任务，即B型管桩。2004年又试验成功Φ1400mm混凝土大管桩，即为C型管桩和三股钢绞线大管桩。三航局主编的《港口工程预应力混凝土大直径管桩设计规程》（JTJ/T 261-97）和《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》（JTJ 285-2000）已列入国家行业标准。

大管桩具有强度高、混凝土密实度高、低孔隙率、低吸水率、耐久性好、耐锤击性能好、耐腐蚀能力强；可适合于任何土质，且断面为圆形，波浪力和水流力大为减小，其使用年限长，维修费用低，是一种理想的海工建筑物桩基结构。

目前三航局生产的大管桩已应用于数十座沿海码头和桥梁，以东海为例，在乍浦、北仑、舟山一带就有十多座2万～20万吨级的大管桩码头。从上世纪80年代中期研制成功至今，已在港口码头、桥梁等工程中得到广泛的应用。图2.1-1为采用大管桩作为桩基的朱家尖大桥。

图2.1-1 朱家尖大桥

2.2 大管桩的规格和技术性能

大管桩的直径为Φ1200mm、Φ1400mm两种，其断面为空心圆形，管节采用拌和物维勃稠度控制在25～35s的混凝土，并经离心、振动、碾压复合工艺制作而成。成型的基本管节长度为4m（如设计和工程需要还可生产1m和2m的管节），采用后张法预应力拼接成要求的桩长。预应力钢筋采用高强度低松弛钢绞线。

根据大管桩直径、每孔钢绞线股数、预留孔数量、钢绞线强度值的不同，定义不同规格的大管桩型号。大管桩的型号应采用以下形式：

D □□□□□□–□

钢绞线强度标准值，1表示1570MPa，2表示1860MPa，3表示2000MPa

大管桩截面预留孔数目，1表示16孔，2表示18孔，3表示20孔

每个预留孔中钢绞线股数，A表示单股，B表示双股，C表示3股

大管桩外径，单位为mm

表示后张法预应力混凝土大直径管桩

大管桩的结构图见图2.2-1。

大管桩的规格和技术性能表见表2.2-1。

图2.2-1 大管桩的结构示意图

桩小。

其次是接头问题。PHC桩的接头形式既适应工地现场焊接,也可在工厂拼接,而大管桩只能在工厂拼接,沉桩施工过程中无法拼接,陆上接桩和浅滩水上接桩就只能选用PHC桩。

再其次是经济指标问题。由于PHC桩劳动生产率高,相应价格较低。

5 结语

这两种管桩在国内外工程实践中充分发挥各自的优势，展示了旺盛的生命力。笔者认为桩与上部结构的根本区别在于桩要通过锤击等手段就位，上部构件只需要通过吊运安装就位，选用管桩产品时宜熟悉管桩产品的特点、性能，并充分考虑地质条件、沉桩方法等因素，防止因质量过剩或质量不足造成不必要的损失。