預應力高強度混凝土管樁代號為PHC (簡稱PHC管樁)是采用先張預應力離心成型工藝,并經過10個大氣壓、
PHC管樁的常用規格及適用范圍表1 (僅供參考)
外徑(mm) |
類型 |
壁厚 |
截面積極性 |
勁應力主筋 |
螺旋筋 |
主筋保護層厚(mm) |
每米樁重(KG\m) |
砼有效壓應力(Mpa) |
抗裂彎矩(KN.m) |
限彎矩(KN.m) |
樁身豎向承載力設計值(KN) |
單節長度(m) | ||||||
直徑 |
數量 |
面積(mm) |
Dp |
直徑(mm) |
間距(mm) |
長度(mm) |
間距(mm) | |||||||||||
300 |
A |
70 |
506 |
7.1 |
7.0 |
280 |
240 |
3.5 |
50 |
1200 |
100 |
30 |
130 |
4.6 |
23 |
34 |
1140 |
|
300 |
AB |
70 |
506 |
9.0 |
6.0 |
384 |
240 |
3.5 |
50 |
1200 |
100 |
30 |
130 |
6.3 |
28 |
45 |
1120 |
|
400 |
A |
95 |
910 |
9.0 |
7.0 |
448 |
330 |
4.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
235 |
4.1 |
52 |
77 |
2070 |
|
400 |
AB |
95 |
910 |
9.0 |
8.0 |
512 |
330 |
4.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
235 |
5.3 |
63 |
104 |
2040 |
|
500 |
A |
100 |
1257 |
9.0 |
10.0 |
640 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
327 |
4.3 |
99 |
148 |
2850 |
|
500 |
AB |
100 |
1257 |
9.0 |
12.0 |
768 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
327 |
5.1 |
121 |
200 |
2820 |
|
500 |
A |
125 |
1473 |
9.0 |
10.0 |
640 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
383 |
3.7 |
99 |
148 |
3370 |
|
500 |
AB |
125 |
1473 |
9.0 |
12.0 |
768 |
430 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
35 |
383 |
4.4 |
121 |
200 |
3340 |
|
600 |
A |
105 |
1633 |
9.0 |
12.0 |
768 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
425 |
4.0 |
164 |
246 |
3720 |
|
600 |
AB |
105 |
1633 |
10.7 |
12.0 |
1080 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
425 |
5.5 |
201 |
332 |
3650 |
|
600 |
A |
130 |
1290 |
9.0 |
13.0 |
832 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
480 |
3.2 |
164 |
246 |
4420 |
|
600 |
AB |
130 |
1290 |
10.7 |
13.0 |
1170 |
510 |
5.0 |
50 |
1500 |
100 |
45 |
480 |
4.4 |
201 |
332 |
4350 |
|
上世紀60年代末,鐵道部豐臺橋梁工廠開始生產先張法預應力混凝土管樁(簡稱PC管樁),用于鐵道橋梁工程的基礎建設;70年代研制生產后張法預應力混凝土管樁。 1987年交通部三航局從日本全套引進預應力高強混凝土管樁(簡稱PHC管樁)生產線。80年代后期,寧波浙東水泥制品有限公司與有關科研院所合作,針對我國沿海地區淤泥軟弱地質的特點,通過對PC管樁的改造,開發了先張法預應力混凝土薄壁管樁(簡稱PTC管樁)。
1989年~1992年,原國家建材局蘇州混凝土水泥制品研究院和番禺市橋豐水泥制品有限公司根據我國的實際情況,通過對引進管樁生產線的消化吸收,自主開發了國產化的預應力高強混凝土管樁,1993年,該項成果被原建設部列入全國重點推廣項目。
隨著經濟建設的發展,先張法預應力混凝土管樁開始大量應用于鐵道系統,并擴大到工業與民用建筑、市政、冶金、港口、公路等領域。在長江三角洲和珠江三角洲地區,由于地質條件適合管樁的使用特點,管樁的需求量猛增,從而迅速形成一個新興的行業。據不完全統計,到2009年年底,全國已有500多家管樁生產企業(不含臺灣地區廠家),生產各類管樁2.
近20多年的發展歷程中,管樁項目先后獲建材行業科技進步二等獎、國家科技進步三等獎;管樁被列為國家級新產品、原建設部重點推廣新產品;2006年中山建華管樁有限公司、中山三和樁桿管樁有限公司、寧波浙東建材集團的管樁產品被列入“中國名牌產品”目錄,這是我國管樁行業發展一個新的里程碑,得到了行業內外的一致好評。
圖1:武漢大劇院(使用建華管樁)
圖2:廣東東莞市政府辦公樓(使用三和管樁)
PHC管樁的主要優點
1,單樁承載力高: PHC管樁樁身混凝土強度高,可打入密實的砂層和強風化巖層,由于擠壓作用,樁端承載力可比原狀土質提高70% ~80% ,樁側摩阻力提高20%~40% 。
2,應用范圍廣: PHC管樁是由側阻力和端阻力共同承受上部荷載,可選擇強風化巖層,全風化巖層,堅硬的粘土層或密實的砂層(或卵石層)等多種土質作為持力層,且對持力層起伏變化大的地質條件適應性強,因此適應地域廣,建筑類型多。廣泛應用于多種高層建筑以及工業與民用建筑低承臺樁基礎,鐵路、公路與橋梁、港口、碼頭、水利、市政、構筑物,及大型設備等工程基礎。
3,質量可靠 :PHC管樁是工廠化、專業化、標準化生產,樁身質量可靠;運輸吊裝方便,接樁快捷; 機械化施工程度高,操作簡單,易控制;在承載力,抗彎性能、抗撥性能上均易得到保證。
4,工程造價便宜: 通過對多項工程實例的總結和分析,PHC管樁的單位承載力造價在諸多樁型中是較便宜的一種。
不同樁型主要指標比較表2(僅供參考)
樁型 |
PHC管樁 |
沉管灌注樁 |
鉆孔灌注樁 |
人工挖孔樁 |
主要承力方式 |
端阻力與側阻力共同承受荷載 |
主要靠側阻力承受荷載 |
端阻力與側阻力共同承受荷載 |
主要靠端阻力承受荷載 |
樁徑mm |
300~800 |
300~800 |
800~1200 |
≥800 |
可穿越土層 |
砂、礫石夾層≤ |
砂夾層≤ |
穿越性好 |
穿越性好 |
造價參考 |
4.21元/KN |
6.11元/KN |
8.11元/KN |
5.87元/KN |
5,施工方法日臻完善施工質量有保證:PHC管樁施工方法主要有錘擊和靜壓兩種,目前用柴油錘、液壓錘錘擊法沉樁的施工工藝在我國還是占主導地位,近幾年來,隨著大噸位( 10000KN ) 壓樁機的問世和靜壓沉樁施工工藝的完善,靜壓法施工工藝與錘擊法相比具有明顯的優點,因此發展迅速,有望取代錘擊法的態勢。
靜壓法施工是通過壓樁機的自重和樁架上的配重作反力將PHC管樁壓人土中的一種沉樁工藝,在沉樁過程中,壓樁力可直觀、安全、準確地讀出并自動記錄下來,因而對樁承載力控制及判斷精確度高,樁身質量及沉樁長度可用直接手段進行監測,人為干擾因素少,難以弄虛作假。因此,靜壓法單樁承載力比錘擊法可靠,沉樁質量深得業主的信賴,并大大地減輕了監理工作強度,消除了設計者的擔憂。
加強管樁生產質量監督控制
管樁生產質量監督控制非常重要,但有的生產企業“唯利是圖”忽視質量控制,較突出的是兩種基本材料的“偷工減料”:
1. 砂石質量控制方面: PHC管樁的混凝土強度要大于80‘MPA,現在有的廠家為了“降低成本”什么質量的黃沙,石子都用上去,黃沙,石子根本沒有經過篩洗就用于生產,含泥量超標,混凝土強度降低,導致管樁在沉樁過程中損裂。
2,鋼筋的使用方面:PC鋼筋是作為預應力鋼筋使用,鋼筋的截面積對管樁預應力影響很大 。有的生產廠家為了“降低成本”,以降低單位用鋼量。直接影響管樁的預壓應力。 管樁標準圖集對結構鋼筋的材料及使用要求有了明確的規定,有的廠家基本沒有按照規定執行。以小直徑代替大直徑,拉大結構鋼筋的間距。直接削弱結構鋼筋在管樁的抗剪切性能及抗水平力方面起著關鍵作用的能力。
附:預應力混凝土管樁基礎技術規程(DB42/489-2008)摘錄:管樁制作原材料質量規程
湖北省混凝土與水泥制品協會秘書處收集整理