預應力高強混凝土（Pre-stressedHigh-strengthConcrete）管樁具有單樁承載力高，應用范圍廣，沉樁質(zhì)量可靠，工程造價低等優(yōu)點，但施工時所需的施工機械投資大，單節(jié)樁不宜過長，因而使用長樁時需要接樁。管樁設計的關鍵是確定單樁豎向承載力。對于PHC管樁豎向承載力的計算，通?？紤]兩個方面[1]：一是按PHC管樁樁身結(jié)構(gòu)強度確定單樁豎向承載力；二是按土的強度與變形確定單樁豎向承載力。
1國內(nèi)外關于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)強度計算單樁豎向承載力
不同規(guī)范按PHC管樁樁身結(jié)構(gòu)強度計算單樁豎向承載力的公式如表1所示。
表1不同規(guī)范PHC管樁單樁豎向承載力的計算公式
表中：Rp—管樁樁身豎向承載力設計值；fce—管樁離心混凝土抗壓強度；σpc—管樁樁身有效預壓應力；A—管樁有效橫截面面積；R—管樁樁身額定承載力；fc—管樁樁身混凝土極限強度。
對比表1中各規(guī)范按管樁樁身結(jié)構(gòu)強度計算單樁豎向承載力的計算公式，可以看出各公式考慮的承載力影響因素均與管樁混凝土抗壓強度、管樁樁身有效預壓應力、管樁有效截面面積有關，公式的不同之處在于公式前面的系數(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)強度計算單樁豎向承載力是結(jié)合當?shù)厍闆r確定的，不同地區(qū)有不同的標準。
按土的強度與變形確定單樁豎向承載力
1）廣東省地方標準《預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》中規(guī)定當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時，可按下式計算：
Quk=u∑ζsiqsikli+ζpqpkAp(1)
式中：Quk—單樁豎向極限承載力標準值；ζsi、ζp—樁第i層土（巖）的側(cè)阻力修正系數(shù)、端阻力修正系數(shù)；qsik—樁第i層土（巖）的極限側(cè)阻力標準值；qpk—樁的極限端阻力標準值；u—樁身外周長；li—樁穿越第i層土（巖）的厚度：當樁端持力層為強風化巖且其進入深度大于4d時，取4d計算；Ap—樁尖水平投影面積；當樁尖為開口型樁尖時，按封口型樁尖計算水平投影面積。
2）江蘇省推薦性技術規(guī)程《先張法預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》中規(guī)定當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時，宜按下式估算：
Quk=u∑qsikli+qpkAp(2)
3）廣東建設開發(fā)總公司王離[5]提出了一個估算樁尖進入強風化巖層的預應力管樁的單樁豎向承載力標準值的經(jīng)驗公式：
Rk=100NApα+u∑qsili(3)
式中：Rk—單樁豎向承載力標準值；N—樁端處強風化巖層的標準值，N≥50；α—管樁樁徑影響系數(shù)，當樁徑≤500mm時，α=1.0；當樁徑>500mm時，α=0.9。
此公式適用范圍：①管樁樁尖必須進入N≥50的強風化巖層；當N>60時，取N=60。②當計算出來的Rk大于樁身額定承載力時，取Rk等于額定承載力。
4）天津市勘察院李連營[6]對天津地區(qū)大量預應力管樁靜荷載試驗進行分析，部分考慮樁內(nèi)壁側(cè)摩阻力，并對樁端面積和極限樁端阻力標準值進行修正，提出以下修正公式：
Quk=(u1+au2)liqsik+bApqpk(4)
式中：u1、u2分別為外壁、內(nèi)壁的周長；a為“土塞”效應修正系數(shù)，根據(jù)持力層土的性質(zhì)可按表2查取；b為極限端阻力標準值修正系數(shù)，根據(jù)持力層土的性質(zhì)按表2查取。
表2a、b的取值
根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時，廣東省地方標準與江蘇省推薦性技術規(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的影響，計算開口樁時均按閉口樁計算。廣東建設開發(fā)總公司總工程師王離提出的經(jīng)驗公式考慮了管樁樁徑的影響，而天津市勘察院的李連營提出的修正公式考慮管樁內(nèi)外徑、土塞效應對管樁單樁承載力的影響及極限端阻力標準值修正系數(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度、管樁樁身有效預壓應力，管樁的成樁工藝，管樁的內(nèi)外徑等。當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，對于開口PHC管樁，還應考慮管樁內(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。開口PHC管樁在沉樁過程中會產(chǎn)生土塞效應，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考慮土塞效應對其影響。
3結(jié)語
PHC管樁單樁承載力的確定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，所以如何根據(jù)不同的地質(zhì)條件及PHC管樁自身條件來確定影響其單樁承載力的主要因素，進而根據(jù)這些主要因素確定單樁承載力有待進一步研究及完善。
參考文獻
[1]高喜峰.天津市預應力管樁豎向承載力研究[D].天津大學碩士論文，2005.
[2]DBJ15-22-98.預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程[S].
[3]蘇JG/T011-2003.預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程[S].
[4]DB21/T1565-2007.預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程[S].
[5]王離.預應力混凝土管樁十年來在廣東的推廣與應用[J].混凝土與水泥制品，1997年第3期：37-40.
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）