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预应力管桩原理

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预应力管桩原理

发布日期:2015-08-24 14:53 来源:http://www.kstlgz.com 点击:

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。

先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件,主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。
管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土管桩代号为PC,预应力高强混凝土管桩代号为PHC.薄壁管桩代号为PTC.PC桩的混凝土强度不得低于C50砼,薄壁管桩强度等级不得低于C60,PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。PCS桩和PTC桩一般采用常压蒸汽养护,一般要经过28天才能施打。而PHC桩,脱模后要进入高压釜蒸养,经10个大气压、180度左右的蒸压养护,混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。
管桩按外径分为300毫米、350毫米、400毫米、450毫米、500毫米、550毫米、600毫米、800毫米和1000毫米等规格,实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主。我公司目前以直径400、600外径为主,管桩全是工厂化生产,常用节长8-12米,98年上海三航局预制厂为适应深水港码头建设的需要,生产节长30米的管桩,还根据设计使用的要求,少量生产4-5米的短节桩。
管桩按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型和B型。A型的有效预应力约为3.5-4.2Mpa,AB型为5.0Mpa,B型约为5.5-6.0Mpa,一般管桩有4-5Mpa的有效预应力,打桩时桩身混凝土可有效地抵抗仃桩拉应力,所以,对于一般的建筑工程,选用我国规定的A或AB型的管桩就可以。
每节管桩都有出厂标记,表示在管桩表面距端头1.0米左右的地方。标记示例:外径600毫米、壁厚105毫米、长度12米的A型预应力高强混凝土管桩的标记为:PHC-A600-105-12。
管桩的接头,过去个别厂的产品采用法兰盘螺栓联结,现在几乎全部采用端头板电焊联结法。端头板是管桩顶端的一块圆环形铁板,厚度一般为18-22毫米,端板外缘沿圆周留有坡口,管桩对接后坡口变成U型,烧焊时将管桩周过的U型坡口填满即可。
预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖(靴)。管桩桩尖(靴)形式主要有三种:十字型、圆锥型和开口型。十字型和圆锥型也称闭口型。上海地区采用开口型桩尖(靴)比较多,而广东及港澳地区,采用十字型桩尖(靴)较多。开口型桩尖(靴)沉入土层后桩身下部约有1/3桩长的内腔被土体塞住,沉桩时发生的挤土作用比封口型桩尖(靴)要小一些。但封口型桩尖沉入土层中,桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然,因此,可用目测法检查成桩的桩身质量,并用直接量测法复测沉桩长度。桩尖规格不符合设计要求,也会造成工程质量事故,所以广东标准《预应力管桩基础技术规程》DBJ15-22-98对常用桩尖规格作出了规定。
管桩沉桩方法有多种,在我国国内施工过的方法有:锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等,而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大,为适应市区施工需要,近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺,静力压桩机又可分为顶压式和抱压式,抱压式是桩机的夹板夹紧桩身,依靠持板的磨擦力大于入土阻力的原理工作,静力压桩机最大压桩力可达5000-6000kN,可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层,从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。
目前我们房屋的工业与民用建筑的桩基础常用的一般为先张法工艺制作的预应力高强混凝土管桩(即:PHC桩)和预应力混凝土管桩(即PC桩)。这两类桩适用于非抗震和抗震烈度6度和7度的地区。PHC桩和PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯性能分为A型/AB型/B型/C型四种。PHC桩一般桩径有300mm/400mm/500mm/550mm/600mm/800mm/1000mm;PC桩一般桩径有300mm/400/500mm/550mm/600mm. 管桩水泥宜采用32.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、管桩水泥。当管桩用于摩擦型桩时桩长径比不宜大于100;用于端承型桩桩的长径比不宜大于80。
大家主要关心的A桩和AB桩主要区别简单讲就是钢筋用量不一样,例如:外径300mm桩,壁厚70mm单节桩长11米以内要求A桩钢筋6Φ7.1而AB桩为6Φ9.0,可见AB桩的钢筋比较粗!同样情况下B桩为8Φ9.0,C桩为8Φ10.7,可见钢筋量或直径都不一样。显然用量越大,结构越安全。实际设计必须参照地质资料和上部荷载确定桩的类型和设计桩长。简单区别如上。以上内容参照《建筑地基基础设计规范》,《先张法预应力混凝土管桩》,《预应力混凝土管桩》等规范供大家参考!
预应力高强混凝土管桩的A、AB、B和C型是按照施加的有效预压应力分类的,它们的有效预压应力分别为4MPa、6MPa、8MPa和10MPa,A型和B型桩身竖向承载力几乎是一样的,只不过AB型抗弯性能比A型好,要穿过坚硬土层时在较大的锤击力下也不至于打碎,对于静压施工来说,同样弯曲度的情况下,A型比AB型更容易被压断。

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