預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁代號(hào)為PHC (簡(jiǎn)稱PHC管樁)是采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝,并經(jīng)過(guò)10個(gè)大氣壓、
PHC管樁的常用規(guī)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(yīng)力主筋 |
螺旋筋 |
主筋保護(hù)層厚(mm) |
每米樁重(KG\m) |
砼有效壓應(yīng)力(Mpa) |
抗裂彎矩(KN.m) |
限彎矩(KN.m) |
樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值(KN) |
單節(jié)長(zhǎng)度(m) | ||||||
直徑 |
數(shù)量 |
面積(mm) |
Dp |
直徑(mm) |
間距(mm) |
長(zhǎng)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(jì)60年代末,鐵道部豐臺(tái)橋梁工廠開始生產(chǎn)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(簡(jiǎn)稱PC管樁),用于鐵道橋梁工程的基礎(chǔ)建設(shè);70年代研制生產(chǎn)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。 1987年交通部三航局從日本全套引進(jìn)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(簡(jiǎn)稱PHC管樁)生產(chǎn)線。80年代后期,寧波浙東水泥制品有限公司與有關(guān)科研院所合作,針對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)淤泥軟弱地質(zhì)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)PC管樁的改造,開發(fā)了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(簡(jiǎn)稱PTC管樁)。
1989年~1992年,原國(guó)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(jù)我國(guó)的實(shí)際情況,通過(guò)對(duì)引進(jìn)管樁生產(chǎn)線的消化吸收,自主開發(fā)了國(guó)產(chǎn)化的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁,1993年,該項(xiàng)成果被原建設(shè)部列入全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁開始大量應(yīng)用于鐵道系統(tǒng),并擴(kuò)大到工業(yè)與民用建筑、市政、冶金、港口、公路等領(lǐng)域。在長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū),由于地質(zhì)條件適合管樁的使用特點(diǎn),管樁的需求量猛增,從而迅速形成一個(gè)新興的行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),到2009年年底,全國(guó)已有500多家管樁生產(chǎn)企業(yè)(不含臺(tái)灣地區(qū)廠家),生產(chǎn)各類管樁2.
近20多年的發(fā)展歷程中,管樁項(xiàng)目先后獲建材行業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng);管樁被列為國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品、原建設(shè)部重點(diǎn)推廣新產(chǎn)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(tuán)的管樁產(chǎn)品被列入“中國(guó)名牌產(chǎn)品”目錄,這是我國(guó)管樁行業(yè)發(fā)展一個(gè)新的里程碑,得到了行業(yè)內(nèi)外的一致好評(píng)。
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(yōu)點(diǎn)
1,單樁承載力高: PHC管樁樁身混凝土強(qiáng)度高,可打入密實(shí)的砂層和強(qiáng)風(fēng)化巖層,由于擠壓作用,樁端承載力可比原狀土質(zhì)提高70% ~80% ,樁側(cè)摩阻力提高20%~40% 。
2,應(yīng)用范圍廣: PHC管樁是由側(cè)阻力和端阻力共同承受上部荷載,可選擇強(qiáng)風(fēng)化巖層,全風(fēng)化巖層,堅(jiān)硬的粘土層或密實(shí)的砂層(或卵石層)等多種土質(zhì)作為持力層,且對(duì)持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng),因此適應(yīng)地域廣,建筑類型多。廣泛應(yīng)用于多種高層建筑以及工業(yè)與民用建筑低承臺(tái)樁基礎(chǔ),鐵路、公路與橋梁、港口、碼頭、水利、市政、構(gòu)筑物,及大型設(shè)備等工程基礎(chǔ)。
3,質(zhì)量可靠 :PHC管樁是工廠化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),樁身質(zhì)量可靠;運(yùn)輸?shù)跹b方便,接樁快捷; 機(jī)械化施工程度高,操作簡(jiǎn)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(jià)便宜: 通過(guò)對(duì)多項(xiàng)工程實(shí)例的總結(jié)和分析,PHC管樁的單位承載力造價(jià)在諸多樁型中是較便宜的一種。
不同樁型主要指標(biāo)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(cè)阻力共同承受荷載 |
主要靠側(cè)阻力承受荷載 |
端阻力與側(cè)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(jià)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(zhì)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(guó)還是占主導(dǎo)地位,近幾年來(lái),隨著大噸位( 10000KN ) 壓樁機(jī)的問(wèn)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(yōu)點(diǎn),因此發(fā)展迅速,有望取代錘擊法的態(tài)勢(shì)。
靜壓法施工是通過(guò)壓樁機(jī)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(guò)程中,壓樁力可直觀、安全、準(zhǔn)確地讀出并自動(dòng)記錄下來(lái),因而對(duì)樁承載力控制及判斷精確度高,樁身質(zhì)量及沉樁長(zhǎng)度可用直接手段進(jìn)行監(jiān)測(cè),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(zhì)量深得業(yè)主的信賴,并大大地減輕了監(jiān)理工作強(qiáng)度,消除了設(shè)計(jì)者的擔(dān)憂。
加強(qiáng)管樁生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督控制
管樁生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督控制非常重要,但有的生產(chǎn)企業(yè)“唯利是圖”忽視質(zhì)量控制,較突出的是兩種基本材料的“偷工減料”:
1. 砂石質(zhì)量控制方面: PHC管樁的混凝土強(qiáng)度要大于80‘MPA,現(xiàn)在有的廠家為了“降低成本”什么質(zhì)量的黃沙,石子都用上去,黃沙,石子根本沒有經(jīng)過(guò)篩洗就用于生產(chǎn),含泥量超標(biāo),混凝土強(qiáng)度降低,導(dǎo)致管樁在沉樁過(guò)程中損裂。
2,鋼筋的使用方面:PC鋼筋是作為預(yù)應(yīng)力鋼筋使用,鋼筋的截面積對(duì)管樁預(yù)應(yīng)力影響很大 。有的生產(chǎn)廠家為了“降低成本”,以降低單位用鋼量。直接影響管樁的預(yù)壓應(yīng)力。 管樁標(biāo)準(zhǔn)圖集對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋的材料及使用要求有了明確的規(guī)定,有的廠家基本沒有按照規(guī)定執(zhí)行。以小直徑代替大直徑,拉大結(jié)構(gòu)鋼筋的間距。直接削弱結(jié)構(gòu)鋼筋在管樁的抗剪切性能及抗水平力方面起著關(guān)鍵作用的能力。
附:預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程(DB42/489-2008)摘錄:管樁制作原材料質(zhì)量規(guī)程
湖北省混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)秘書處收集整理