PHC（Pre-stressedHigh-strengthConcrete）管樁[1]，即預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，是采用先張法預(yù)應(yīng)力離心成型工藝，并經(jīng)過10個大氣壓、180℃左右的蒸汽養(yǎng)護(hù)，形成一種空心圓筒型混凝土預(yù)制構(gòu)件，其混凝土強(qiáng)度等級≥C80。PHC管樁具有單樁承載力高，應(yīng)用范圍廣，沉樁質(zhì)量可靠，工程造價低等優(yōu)點(diǎn)，但是施工時所需的施工機(jī)械投資大，受起吊設(shè)備的的限制，單節(jié)樁的樁長不宜過長，一般十余米，因而使用長樁時需要接樁，而樁的接頭位置常會成為樁身的薄弱環(huán)節(jié)。管樁設(shè)計(jì)時，關(guān)鍵是確定其單樁豎向承載力。對于PHC管樁豎向承載力的計(jì)算，通?？紤]兩個方面[2]：一是按PHC管樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確定單樁豎向承載力，即確定樁身最大允許軸向承壓力；二是按土的強(qiáng)度與變形確定單樁豎向承載力。
1國內(nèi)外關(guān)于PHC管樁單樁豎向承載力的確定方法
按PHC管樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算單樁豎向承載力
當(dāng)按PHC管樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算單樁豎向承載力時，不同的規(guī)范有不同的標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范按管樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算單樁豎向承載力的計(jì)算公式，可以看出每個公式考慮的承載力影響因素均與管樁混凝土抗壓強(qiáng)度、管樁樁身有效預(yù)壓應(yīng)力、管樁有效截面面積有關(guān)，公式的不同之處在于其公式前面的系數(shù)不同，不同地區(qū)采用不同的系數(shù)，可見按管樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算單樁豎向承載力是結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r確定的，不同地區(qū)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。
按土的強(qiáng)度與變形確定單樁豎向承載力
1）廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ15-22-98中規(guī)定當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，可按下式計(jì)算：
(1-1)
2）江蘇省推薦性技術(shù)規(guī)程《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》蘇JG/T011-2003中規(guī)定當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，宜按下式估算：
(1-2)
3）廣東建設(shè)開發(fā)總公司總工程師王離[3]提出了一個估算樁尖進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層的預(yù)應(yīng)力管樁的單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值的經(jīng)驗(yàn)公式：
(1-3)
此公式適用范圍：①管樁樁尖必須進(jìn)入≥50的強(qiáng)風(fēng)化巖層；當(dāng)>60時，取=60。②當(dāng)計(jì)算出來的大于樁身額定承載力時，取等于額定承載力。
4）天津市勘察院的李連營教授級高工[4]，通過對天津地區(qū)大量預(yù)應(yīng)力管樁靜荷載試驗(yàn)的結(jié)果分析，部分考慮內(nèi)壁的側(cè)摩阻力，并對樁端面積和極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行了修正，提出了以下修正公式：
(1-4)
式中：、分別為外壁、內(nèi)壁的周長；為“土塞”效應(yīng)修正系數(shù)，根據(jù)持力層土的性質(zhì)可按表2查?。粸闃O限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值修正系數(shù)，根據(jù)持力層土的性質(zhì)按表2查取。其余參數(shù)同前。
根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)與江蘇省推薦性技術(shù)規(guī)程相比，考慮了樁側(cè)阻力修正系數(shù)及樁端阻力修正系數(shù)，但二者均未考慮土塞效應(yīng)的影響，計(jì)算開口樁時均按閉口樁計(jì)算。廣東建設(shè)開發(fā)總公司總工程師王離提出的經(jīng)驗(yàn)公式考慮了管樁樁徑的影響，而天津市勘察院的李連營教授級高工提出的修正公式考慮管樁內(nèi)外徑、土塞效應(yīng)對管樁單樁承載力的影響及極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值修正系數(shù)。
2PHC管樁單樁豎向承載力的影響因素
PHC管樁單樁豎向承載力的影響因素有許多，就PHC管樁本身而言，需要考慮其樁身混凝土抗壓強(qiáng)度、管樁樁身有效預(yù)壓應(yīng)力，管樁的成樁工藝，管樁的內(nèi)外徑[5]等。當(dāng)考慮到樁土相互作用時，對于閉口PHC管樁，單樁豎向承載力主要由樁側(cè)摩阻力與樁端阻力組成，而對于開口PHC管樁，還應(yīng)考慮管樁內(nèi)壁樁土之間產(chǎn)生的側(cè)摩阻力。樁側(cè)摩阻力與樁端阻力與樁長、樁的橫截面積、土的性質(zhì)有關(guān)。開口PHC管樁在沉樁過程中會產(chǎn)生土塞效應(yīng)，土塞效應(yīng)是指在沉樁過程中，樁端土的一部分隨著管樁的下沉而進(jìn)入管樁內(nèi)形成“土塞”，土塞對樁端承載力有明顯影響，從而影響單樁承載特性，所以對于開口PHC管樁在確定其單樁豎向承載力時還應(yīng)考慮土塞效應(yīng)對其影響。
3結(jié)語
PHC管樁單樁承載力的確定是一個復(fù)雜的問題，需要考慮多方面的因素，但是不同地質(zhì)情況下影響管樁單樁承載力的主要因素會不同，如果將所有因素全部考慮來確定管樁的單樁承載力是沒有必要的，有些因素的影響在某一地質(zhì)條件下可能會對單樁承載力的影響很小，與其他因素相比可以忽略不計(jì)，所以如何根據(jù)不同的地質(zhì)條件及PHC管樁自身?xiàng)l件來確定影響其單樁承載力的主要因素，進(jìn)而根據(jù)這些主要因素確定單樁承載力有待進(jìn)一步研究及完善。
參考文獻(xiàn)
[1]阮起楠.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2000.
[2]高喜峰.天津市預(yù)應(yīng)力管樁豎向承載力研究[D].天津大學(xué)碩士論文，2005.
[3]王離.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁十年來在廣東的推廣與應(yīng)用[J].混凝土與水泥制品，1997，(3)：37-40.
[4]李連營，路清.預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向極限承載力分析[J].巖土工程技術(shù)，2003，(4)：220-223.
[5]Radhakrishnan.R.PileDrivingAnalysisofALargeDiameterPre-stressedConcretePipePile[J].GeotechnicalEngineering，1984，v15，n2，p155-169.
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