高强预应力空心管桩应用及认识误区辨析

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1、(高强)预应力空心管桩应用及认识误区辨析建华管桩集团张雁研究员、博士生导师同济大学李志刚博士研究生2013年10月主要汇报内容引言误区一：空心方桩较管桩性能优越误区二：PHC管桩不宜用于抗震设防区误区三：高强预应力空心桩不宜作为抗拔桩误区四：预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFG桩复合地基结论参考文献1引言预应力空心桩具有承载力高、节约材料、工期短的特点，使其得到了广泛的应用，特别是高强预应力空心桩（PHC和PHS）。上海常用桩型经济指标超高层办公楼(元/m2)在工程实际应用中，高强预应力空心桩出现了一些问题，同时也产生了一些认识上的误区：预应力空心方桩（PHS）性能较预应力管桩（P

2、HC）优越?；PHC管桩不宜(应）用于抗震设防区?；高强预应力空心桩不宜（应）作为抗拔桩?；预应力空心桩复合地基技术经济优势不如CFG桩复合地基？。2误区一：空心方桩较管桩性能优越有学者认为空心方桩的周长与管桩相等情况下，空心方桩钢筋混凝土用材更少，更经济，也有学者认为空心方桩的抗剪承载力大于管桩，从而得出空心方桩的性能较管桩优越的结论。桩型性能是否优越，应该从力学性能、耐久性、制作工艺、沉桩施工工艺、环境影响、造价、工期等多方面综合分析到底哪种预制空心桩性能更优越。2误区一：空心方桩较管桩性能优越2.1力学性能桩型截面积m2/周长m配筋率%混凝土有效压应力MPa受弯承载力设计值kN*m受剪

3、承载力设计值kN轴心受拉承载力设计值kN轴心受压承载力设计值kN抗裂弯矩kN*m理论质量kg/mPHC700A1100.204/2.20.534.602993229185124282530PHS-A550(350)0.206/2.20.493.8523925210295740206532PHC/PHS（%）99/1001081191251288989137100由上表可知，管桩PHC700A100和空心方桩PHS-A550(350)延米质量相当，空心方桩配筋率略小，混凝土和预应力筋用量基本一致，但是，空心方桩轴心受拉承载力和受压承载力较大，而管桩桩身混凝土有效预加力、受弯承载力、受剪承载力和

4、抗裂弯矩较大。预应力高强度管桩和空心方桩力学性能和截面特性比较刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）刘春原、张振栓、母焕胜（2013）2误区一：空心方桩较管桩性能优越2.2耐久性《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）规定预应力构件混凝土中最大氯离子含量为0.06%；《预应力混凝土管桩》（10G409）规定细骨料中氯离子含量

5、不大于0.01%，含泥量不大于1%；粗骨料中含泥量不大于0.5%；《预应力混凝土空心方桩》（08SG360）规定细骨料中氯离子含量不得超过0.06%，含泥量应小于2%；粗骨料含泥量应小于1%；《预应力离心混凝土空心方桩》（JC/T2029-2010）和《预应力混凝土管桩》（10G409）规定一致，《预应力混凝土空心方桩》（08SG360）的规定则均低于上述两个标准。2误区一：空心方桩较管桩性能优越2.2耐久性规范预应力筋配筋率预应力筋保护层厚度螺旋筋间距《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）不宜小于0.5%预应力管桩不应小于35mm桩顶以下3倍~5倍桩身直径范围内适当加强加密《

6、预应力混凝土管桩》（10G409）超过0.50%除外径300mm桩外，其余均大于35mm两端2000mm范围内为45mm，其余为80mm《预应力混凝土空心方桩》（08SG360）不宜低于0.4%均小于35mm两端螺距为50mm，其余为100mm《预应力离心混凝土空心方桩》（JC/T2029-2010）不得低于0.4%不得小于30mm两端1000~1500mm范围为50mm，其余为100mm预应力筋保护层厚度、配筋率和螺旋筋间距比较《预应力混凝土管桩》（10G409）中PHC300A70和PHC400A95预应力配筋率分别为0.47%和0.49%；《预应力离心混凝土空心方桩》（JC/T2029

7、-2010）中外边长250mm与300mm桩预应力筋保护层厚度不得小于25mm。预应力筋保护层厚度、配筋率和螺旋筋间距比较2误区一：空心方桩较管桩性能优越2.2耐久性由上表可知，空心方桩的保护层和配筋率要求均低于管桩，有些还不符合《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定，而螺旋筋间距大于管桩。因此，从混凝土骨料含氯离子量、预应力筋保护层、配筋率和螺旋筋间距等标准规范规定的基本指标比较，管桩的耐