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預(yù)應(yīng)力管樁的原理

2015-07-29 920 0

  預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可分為后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁。

  先張法預(yù)應(yīng)力管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種空心筒體細(xì)長混凝土預(yù)制構(gòu)件,主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。

  管樁按混凝土強(qiáng)度等級和壁厚分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁代號為PC,預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁代號為PHC.薄壁管樁代號為PTC.PC樁的混凝土強(qiáng)度不得低于C50砼,薄壁管樁強(qiáng)度等級不得低于C60,PHC樁的混凝土強(qiáng)度等級不得低于C80。PCS樁和PTC樁一般采用常壓蒸汽養(yǎng)護(hù),一般要經(jīng)過28天才能施打。而PHC樁,脫模后要進(jìn)入高壓釜蒸養(yǎng),經(jīng)10個(gè)大氣壓、180度左右的蒸壓養(yǎng)護(hù),混凝土強(qiáng)度等級達(dá)C80從成型到使用的最短時(shí)間只需三、四天。

  管樁按外徑分為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毫米等規(guī)格,實(shí)際生產(chǎn)的管徑以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米為主。我公司目前以直徑400、600外徑為主,管樁全是工廠化生產(chǎn),常用節(jié)長8-12米,98年上海三航局預(yù)制廠為適應(yīng)深水港碼頭建設(shè)的需要,生產(chǎn)節(jié)長30米的管樁,還根據(jù)設(shè)計(jì)使用的要求,少量生產(chǎn)4-5米的短節(jié)樁。

  管樁按樁身抗裂彎矩的大小分為A型、AB型和B型。A型的有效預(yù)應(yīng)力約為3.5-4.2Mpa,AB型為5.0Mpa,B型約為5.5-6.0Mpa,一般管樁有4-5Mpa的有效預(yù)應(yīng)力,打樁時(shí)樁身混凝土可有效地抵抗仃樁拉應(yīng)力,所以,對于一般的建筑工程,選用我國規(guī)定的A或AB型的管樁就可以。

  每節(jié)管樁都有出廠標(biāo)記,表示在管樁表面距端頭1.0米左右的地方。標(biāo)記示例:外徑600毫米、壁厚105毫米、長度12米的A型預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的標(biāo)記為:PHC-A600-105-12。

  管樁的接頭,過去個(gè)別廠的產(chǎn)品采用法蘭盤螺栓聯(lián)結(jié),現(xiàn)在幾乎全部采用端頭板電焊聯(lián)結(jié)法。端頭板是管樁頂端的一塊圓環(huán)形鐵板,厚度一般為18-22毫米,端板外緣沿圓周留有坡口,管樁對接后坡口變成U型,燒焊時(shí)將管樁周過的U型坡口填滿即可。

  預(yù)應(yīng)力管樁沉入土中的第一節(jié)樁稱為底樁。底樁下端部都要設(shè)置樁尖(靴)。管樁樁尖(靴)形式主要有三種:十字型、圓錐型和開口型。十字型和圓錐型也稱閉口型。上海地區(qū)采用開口型樁尖(靴)比較多,而廣東及港澳地區(qū),采用十字型樁尖(靴)較多。開口型樁尖(靴)沉入土層后樁身下部約有1/3樁長的內(nèi)腔被土體塞住,沉樁時(shí)發(fā)生的擠土作用比封口型樁尖(靴)要小一些。但封口型樁尖沉入土層中,樁身內(nèi)腔在電燈和手電光的照射下一目了然,因此,可用目測法檢查成樁的樁身質(zhì)量,并用直接量測法復(fù)測沉樁長度。樁尖規(guī)格不符合設(shè)計(jì)要求,也會造成工程質(zhì)量事故,所以廣東標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ15-22-98對常用樁尖規(guī)格作出了規(guī)定。

  管樁沉樁方法有多種,在我國國內(nèi)施工過的方法有:錘擊法、靜壓法、震動法、射水法、預(yù)鉆孔法及中掘法等,而以靜壓法用得最多。由于柴油錘打樁時(shí)震動劇烈、噪音大,為適應(yīng)市區(qū)施工需要,近幾年來我國各地開發(fā)了大噸位的靜力壓樁機(jī)施壓預(yù)應(yīng)力管樁的工藝,靜力壓樁機(jī)又可分為頂壓式和抱壓式,抱壓式是樁機(jī)的夾板夾緊樁身,依靠持板的磨擦力大于入土阻力的原理工作,靜力壓樁機(jī)最大壓樁力可達(dá)5000-6000kN,可將直徑500、600的預(yù)應(yīng)力管樁壓到設(shè)計(jì)要求的持力層,從而大大推動了預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用和發(fā)展。

  目前我們房屋的工業(yè)與民用建筑的樁基礎(chǔ)常用的一般為先張法工藝制作的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(即:PHC樁)和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(即PC樁)。這兩類樁適用于非抗震和抗震烈度6度和7度的地區(qū)。PHC樁和PC樁按樁身混凝土有效預(yù)應(yīng)力值或其抗彎性能分為A型/AB型/B型/C型四種。PHC樁一般樁徑有300mm/400mm/500mm/550mm/600mm/800mm/1000mm;PC樁一般樁徑有300mm/400/500mm/550mm/600mm.管樁水泥宜采用32.5級以上的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、管樁水泥。當(dāng)管樁用于摩擦型樁時(shí)樁長徑比不宜大于100;用于端承型樁樁的長徑比不宜大于80。

  大家主要關(guān)心的A樁和AB樁主要區(qū)別簡單講就是鋼筋用量不一樣,例如:外徑300mm樁,壁厚70mm單節(jié)樁長11米以內(nèi)要求A樁鋼筋6Φ7.1而AB樁為6Φ9.0,可見AB樁的鋼筋比較粗!同樣情況下B樁為8Φ9.0,C樁為8Φ10.7,可見鋼筋量或直徑都不一樣。顯然用量越大,結(jié)構(gòu)越安全。實(shí)際設(shè)計(jì)必須參照地質(zhì)資料和上部荷載確定樁的類型和設(shè)計(jì)樁長。簡單區(qū)別如上。以上內(nèi)容參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》,《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》等規(guī)范供大家參考!

  預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的A、AB、B和C型是按照施加的有效預(yù)壓應(yīng)力分類的,它們的有效預(yù)壓應(yīng)力分別為4MPa、6MPa、8MPa和10MPa,A型和B型樁身豎向承載力幾乎是一樣的,只不過AB型抗彎性能比A型好,要穿過堅(jiān)硬土層時(shí)在較大的錘擊力下也不至于打碎,對于靜壓施工來說,同樣彎曲度的情況下,A型比AB型更容易被壓斷。

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