1工程概況
預(yù)應(yīng)力管樁由于單樁承載力高、施工便捷、造價較低、樁身質(zhì)量穩(wěn)定而廣泛用于基礎(chǔ)工程。將其用于抗拔樁使用時，在有效預(yù)壓應(yīng)力范圍內(nèi)樁身不會出現(xiàn)裂縫，抗裂性能好，從而提高了樁身的耐久性。
XX廣場位于上海市浦東新區(qū)，川沙路東側(cè)，廟港綠地南側(cè)，浦東運河西側(cè)。總建筑面積52575.6平方米，地上建筑面積24407.7平方米，地下建筑面積28167.9平方米。地下兩層，地上3～5層?；A(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)巖土工程勘探報告，預(yù)制樁的設(shè)計參數(shù)如表1所示。
單樁承載力設(shè)計參數(shù)表1
根據(jù)本工程的特點，通過對比后，最終確定抗拔樁采用PHC500AB100-27，參考圖集為《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（圖集號10G409）。
2PHC管樁抗拔設(shè)計
2.1土體提供的豎向抗拔承載力計算
根據(jù)表1，樁端持力層為⑦1層砂質(zhì)粉土，可得出PHCAB500管樁單樁抗拔承載力設(shè)計值Rtd=680kN。
2.2樁身結(jié)構(gòu)強度驗算
抗拔樁豎向承載力除了滿足樁土相互作用的抗拔承載力外，還需滿足PHC管樁自身樁身結(jié)構(gòu)強度要求。根據(jù)國標圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（圖集號10G409）式6.4.2，
Ao=A+[（Es/Ec）-1]Ap=3.14X(5002-3002)/4+(2X105/3.8X104-1)X11X90=129820mm2
σce=6.59MPa
Nk=σceAo=855kN
試樁時按不出現(xiàn)裂縫控制時Nk=(σce+ftk)Ao=(6.59+3.11)X129820=1259kN
2.3接樁焊縫連接強度驗算
上下節(jié)管樁之間的接頭連接做法一般分為機械快速接頭和坡口對接圍焊接頭兩種，上海地區(qū)常用做法是坡口對接圍焊接頭。
上下節(jié)管樁之間的焊接接頭按國標圖集第40頁構(gòu)造做法，如焊縫尺寸為12mm，如圖1所示。
d1=d-2X12=500-24=476mm
焊縫長度Lw=πd1=3.14X476=1494mm焊縫尺寸he=0.75S=0.75X12=9mm
ft=160N/mm2
Q=Lwheft/1.2=1494X9X160/1.2=1792kN
圖1上下節(jié)管樁之間的焊接連接詳圖
由計算結(jié)果可知，坡口對接圍焊焊縫連接強度理論計算值比樁身強度大很多，但在實際工程施工中一般都是工人現(xiàn)場焊接，質(zhì)量不容易保證，而且焊縫冷卻時間不夠，造成焊縫高溫狀態(tài)入土后形成焊縫淬火。
2.4孔口端板抗剪強度驗算
孔口最薄弱處為端板上預(yù)應(yīng)力鋼棒錨固孔臺階易產(chǎn)生沖切破壞，如圖1所示。國標管樁
圖2端板與預(yù)應(yīng)力筋連接詳圖
按國標圖集ts=20mm，端板孔口抗剪設(shè)計值驗算如下：
N≤nл((d1+d2)/2)(ts-(h1+h2)/2)fv
=11X3.14X((12+20)/2)(20-(9.5+6)/2)X120=812kN
試樁兼工程樁建議采用B型或C型樁，且加厚端板來提高端板孔口抗剪強度。端板ts=28mm，相應(yīng)的抗剪強度設(shè)計值為1450kN。
孔口端板抗剪強度為樁身強度的控制指標。根據(jù)圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》第5.3，管樁用作抗拔樁時，應(yīng)根據(jù)具體要求設(shè)置樁端錨固筋，并加強端板連接。如另設(shè)樁端錨固筋將大大改善孔口端板的受力狀態(tài)。
2.5填芯混凝土粘結(jié)力驗算
根據(jù)國標圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》的要求，填芯混凝土長度不小于3米，先按3米考慮。新老混凝土粘結(jié)強度試驗研究和理論分析表明[6-7]，ψ=0.45～0.56，設(shè)計時若采用了微膨脹混凝土則ψ值可以適當放大。
Um=πd0=3.14X300=942mm
粘結(jié)系數(shù)ψ=0.45填芯長度L1=3000mm混凝土抗拉強度設(shè)計值ft=1.43N/mm2
Q=UmψftL1=942X0.45X1.43X3000=1818kN
2.6樁與承臺連接節(jié)點驗算
樁與承臺連接節(jié)點采用圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》第41頁節(jié)點詳圖，其中抗拔樁①號筋改為6Φ28，②號插筋6根14。根據(jù)國標《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》第5.3.3.3單樁抗拔承載力按鋼筋抗拉強度控制時，樁頂上拔荷載補超過鋼筋強度標準值的0.9倍。則節(jié)點抗拉承載力為：N=fyAp=0.9X4006X（616+154）=1663kN
3靜載荷試驗及結(jié)果
工程試樁采用國標圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》PHC500AB10027米管樁，填芯混凝土采用C35，添加微膨脹劑15%，填芯混凝土內(nèi)箍筋采用螺旋箍Ø8@200，填芯長度3米。
抗拔靜載荷試驗結(jié)果表明，3組抗拔試樁在1300kN荷載作用下，PHC管樁連接節(jié)點均能滿足抗拔承載力的要求，且均未達到土體的破壞。
4 結(jié)束語
1.管樁作為抗拔樁使用，抗裂性好，經(jīng)濟性好，生產(chǎn)效率高，沉樁速度快，樁身質(zhì)量可靠性高。只要設(shè)計合理，施工可靠，管樁作為抗拔樁使用有較大的優(yōu)勢。
2.管樁樁身結(jié)構(gòu)強度的確定建議主要由有效預(yù)應(yīng)力控制，構(gòu)件正截面的受力裂縫控制等級為一級，構(gòu)件邊緣混凝土不產(chǎn)生拉應(yīng)力。
3.樁接頭焊縫為現(xiàn)場焊接，質(zhì)量不容易保證，而且焊縫冷卻時間不夠，造成焊縫高溫狀態(tài)入土后形成焊縫淬火，現(xiàn)場應(yīng)加強管理以保證焊縫質(zhì)量。
4.從理論計算及抗拔試驗表明，管樁的端板與預(yù)應(yīng)力鋼棒連接的強度是PHC管樁作為抗拔樁的薄弱點。因此可根據(jù)設(shè)計需要采用加強端板，另設(shè)樁端錨固筋等措施以加強薄弱部位。
5.樁頂與承臺的連接處承受的抗拔力最大，應(yīng)根據(jù)計算確定樁頂錨固鋼筋、樁芯插筋及混凝土填芯高度。填芯混凝土應(yīng)選用具有微膨脹性能的混凝土澆筑，外加劑摻量可根據(jù)抗拔承載力和施工經(jīng)驗及試驗數(shù)據(jù)進行調(diào)整，來達到最佳經(jīng)濟和工期效果。
6.試樁兼作工程樁時應(yīng)注意復(fù)核樁身裂縫、端板抗剪強度和預(yù)應(yīng)力鋼棒的強度。
7.考慮到樁材制作及施工過程的不確定性，在設(shè)計中建議適當降低樁身整體的抗拔承載力強度，以保證總體安全度。
8.估算土層提供的極限抗拔承載力時，抗拔承載力系數(shù)λ宜按以下取值：粘性土、粉性土0.7～0.8；砂土0.5～0.7。建議通過靜載荷試驗最終確定單樁承載力設(shè)計值。
參考文獻
[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.
[2]建筑基樁檢測樁技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.
[3]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.
[4]上海市工程建設(shè)規(guī)范.地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ08-11-2010）[S].2010.
[5]國家建筑標準設(shè)計圖集.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（10G409）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
[6]徐有鄰，沈文都，汪洪.鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能的試驗研究.建筑結(jié)構(gòu)學報，1994.15（3）：26-37.
[7]袁群，劉健.新老混凝土粘結(jié)的剪切強度研究.建筑結(jié)構(gòu)學報，2001.22（2）：46-50.
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