抗拔管桩的锚固设计与构造

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1、抗拔管桩的锚固设计与构造张治中吴伯赋（南京天华百润投资发展有限责任公司，江苏南京210000）摘要:木文通过现行国家、地方相关规程、标准图集的设计要求和节点构造，分析抗拔管桩抗拔锚固构造的要点，以期对工程设计及施工有所启发。关键词：抗拔管桩；锚固；设计；构造!/•■、刖目砼预应力管桩作为抗拔桩在江苏地区，己经从禁止使用到广泛采用。管桩与承台的连接效果是管桩能否起抗拔作用的关键所在。木文通过现行国家、地方相关规程、标准图集的设计要求和节点构造，分析抗拔管桩抗拔锚固构造的要点,以期对工程实践有所启发。1现行规程和图集中关于抗拔管桩的做法和要求

2、关于预应力砼管桩的国家标准是《先张法预应力管桩》（GB13476-2009），主要用于规范管桩产品的生产工艺和产品质量，不涉及设计和施工方面的要求;其相对应的国家标准图集是《预应力混凝土管桩》（10G409），其中有抗拔管桩桩顶与承台的连接详图。江苏省地方标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DGj32/T」109-2010）（以下简称《江苏规程》），对先张法预应力砼管桩的基础设计、施工及验收等做出相应规定，特别对抗拔管桩的设计、抗拔承载力取值以及抗拔锚固等提出了详尽的设计要求。《江苏规程》相对应的标准图集是《预应力混凝土管桩》（苏G03

3、-2012）,其中也明确了抗拔管桩与承台的连接详图。2《江苏规程》中关于管桩抗拔承载力的取值《江苏规程》第3.6.4条，管桩用做抗拔桩时，应进行结构强度、接桩连接强度、端板孔口抗剪强度、钢棒及其镦头抗拉强度、桩顶与承台连接处强度等承载力计算。确定单桩抗拔承载力时，应按下列规定计算，并按最不利处的抗拉强度确定工程桩的抗拉承载力。下以江苏省标准图集《预应力砼管桩》中PHC-500(100)AB-C80为例，根据《江苏规程》第3.6.4条要求，计算各项强度，确定抗拔承载力。2.1根据桩身结构强度确定单桩抗拔承载力吋，按下式计算：NI一一单桩上拔

4、力设计值σpc管桩砕冇效预压应力ft一一桩身砼轴心抗拉强度设计值A管桩有效横截面面积对于PHC-500(100)AB-C80,σpc=6.4MPa；ft=2.22MPa；(σpc+ft)A=(6.4+2.22)×(2502-1502)×3.14=1083(KN)2.2根据连接处强度确定单桩抗拔承载力吋，宜考虑机械连接和焊接的连接强度。机械连接应按有关规范进行计算。焊接按下式计算：D1焊缝外径(mm)D2焊缝内径(mm)ftw——焊缝抗拉设计强度，取175MPa=0.25&time

5、s;3.14×(5002-4942)×175=819MPa2.3根据管桩端板孔口抗剪强度确定单桩抗拔承载力吋，按下式计算：n一一预应力钢筋数(根)dl端板钢筋铺固孔台阶上口直径(mm)d2一一端板钢筋锚固孔台阶下口直径(mm)hl一一端板钢筋锚固孔台阶上口距端板顶距离(mm)h2一一端板钢筋锚固孔台阶下口距端板顶距离(mm)fv——端板抗剪强度设计值，取120MPats一一端板厚度=ll×3.14×(20+12)×(20-8)×120×0.5=795(KN

6、)2.4根据预应力钢筋镦头抗拉强度确定单桩抗拔承载力时，按下式计算:fpy预位力筋抗拉强度设计值（MPa）Ap预应力筋总横截面面积（mm2）=0.90×1000×ll×90=891（KN）2.5根据管腔内填芯砼确定单桩抗拔承载力吋按下式确定：K1——经验系数，取0.8dl填芯轮直径（mm）I填芯聆长度（mm）fn一一填芯砼与管桩内壁之间的粘结强度设计值根据《江苏规程》第3.4.1条中填芯砼长度不小于8倍管桩外径且不小于3.5m的要求，设填芯砼为4.0m,贝IJ:=0.8×3.14×

7、;150×0.3×4000=452（KN）通过计算可知，对于直径500壁厚100的预应力管桩，《江苏规程》第3.6.4条中规定的五个计算项0中，结构强度、连接处强度、端板孔U抗剪强度以及预应力筋镦头抗拉强度这四项，计算值在795〜1083KN之间，而管桩的填芯砼这一项，计算值为452KN,为所冇五项中最小者。其他规格管桩，计算结果也相似。《江苏规程》第3.6.5条规定，管桩的抗拔承载力应取第3.6.4条中的各项计算值和第3.6.3条规定的抗拔承载力相比的最小值，填芯砼成为连接环节中决定抗拔承载力的决定性因素。3现行

8、标准中抗拔桩与承台锚固连接构造分析3.1《江苏规程》关于抗拔管桩与承台的连接，《江苏规程》第3A2.2条规定，管桩应将桩身纵向钢筋全部直接锚入承台内，锚固长度应按《砼结构设计规范》的受拉锚固长