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关于“预应力管桩抗拔”,你知道多少?
来源: | 作者:sancheng | 发布时间: 2018-08-07 | 5385 次浏览 | 分享到:
  PHC管桩作为抗拔桩使用有着其他桩型不可比拟的优势,尤其是在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝,对预应力钢筋保护较好,能较好的发挥桩身抗拉强度,提高桩身抗拔承载力。相比较上海地区常规采用的抗拔桩桩型-混凝土预制方桩或钻孔灌注桩,PHC管桩由于无须考虑因严格的裂缝控制[1]而增加配筋来增强桩身抗拉能力,因此PHC管桩作为抗拔桩使用的经济性日益凸现。

  然而,由于各设计人员对PHC管桩作抗拔桩使用的认识不一,在PHC管桩的抗拔设计中产生了诸多问题。一方面,对PHC管桩桩身抗拉强度取值过小,导致确定的单桩竖向抗拔承载力远远低于管桩所能提供的单桩抗拔承载力;另一方面在PHC管桩的抗拔设计中还忽视了对桩身连接构件强度的验算,一般只是进行简单的桩土相互作用的抗拔承载力计算,个别工程因此还发生了质量事故。这一定程度上阻碍了PHC管桩进一步地推广与使用,严重时更影响到了基础工程的安全。

  一、 PHC管桩的抗拔设计

  1.土体提供的竖向抗拔承载力计算根据表1参数计算PHC B500管桩单桩抗拔承载力设计值Rd’= 753kN。众多类似地质条件的试桩成果表明,实测单桩竖向抗拔承载力极限值都大大超过规范计算的估算值,故本工程建议通过静载荷试验最终确定单桩承载力设计值(设计时拟取Rd’=850 kN)。

  2.管桩连接构件的强度验算由于上海软粘土地层的特性,一般的工程桩(预制桩)都为多节桩。抗拔桩当然也不例外,一般都需要接桩。因而管桩连接构件的强度,也是管桩抗拔承载力的重要控制指标。连接构件的强度验算主要包含焊缝强度验算、端板孔口抗剪强度验算、钢棒墩头抗拉强度验算。

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  3.管桩与承台连接作抗拔桩时,PHC管桩与承台连接按广东省标准的要求,抗拔PHC管桩应将桩的纵向钢筋全部直接锚入承台内,因此必须截桩,让桩内钢筋外露,这样做一方面桩身结构有所损伤,另一方面费时费力。

  4.静载荷试验及结果为了确定单桩竖向抗拔承载力,同时验证PHC管桩的抗拔性能,工程现场进行了3组常规管桩的静载荷抗拔承载力试验。桩型采用上海管桩图集PHC B500 100 39m(端板厚度19mm,D1=300mm),设计抗拔承载力850kN,抗拔试验最大加载量1400kN(本工程试桩都是作为工程桩使用,在确定抗拔试验最大加载量时不宜超过PHC管桩桩身强度的极限承载力)。

  其中2组管桩桩顶采用C30微膨胀混凝土填芯,填芯高度5m,内插12Φ22螺纹钢筋。 静载抗拔U-s曲线作为对比试验,另一组管桩桩顶采用钢筋通过钢管直接与端板焊接的连接方式。试验中当上拔力达到1120 kN时,端板被拔坏,基本接近验算所得的端板整体的抗拉能力。破坏形式主要是预应力钢棒与端板连接的综合强度(端板孔口抗剪强度、钢棒墩头抗拉强度)不足造成的。