phc管桩在地震高烈度地区的应用与研究

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1、PHC管桩在地震高烈度区的应用与研究摘要：以昆明某房建工程PHC管桩的应用为例，针对地震高烈度地区的PHC管桩应用情况，介绍了增强菇抗震性能的方法与措施，重点介绍PHC管桩的施工工艺及现场静载试验情况，并总结了该工艺的优点，以供同类工程参考。关键词：PHC管桩，地震，施工工艺，静载试验中图分类号：TU473」文献标识码：A0引言2工程地质及水文地质预应力混凝土管桩是从20世纪80年代末在我国开始应用较多的一种预制桩型。由于该桩型具有工艺简单、单桩承载力高、质量可靠、施工速度快、检测方便等优点，因而在工程中得到了相当广泛的应用卩切。同时由于桩

2、材本身混凝土强度高、轴向有预压应力、桩抗弯性能好、驳接方法为二端刚性较好的钢材对焊，接口处强度大于桩身强度，因此，预应力混凝土管桩被认为是抗震型桩材。昆明地区的高层建筑多以桩基作为基础形式，对于地震烈度为8度的昆明地区的PHC管桩的应用，国家相关标准没有明确规定，只是在有的图集中提到当管桩在抗震设防烈度为7度以上的地区时，盂进行抗震验算⑶。正因为PHC管桩属于抗震型桩材，其在昆明房建基础的应用非常广阔。经调查分析，PHC管桩的使用在桩基屮的比例大概在8%左右，说明PHC管桩基础在昆明房建工程中具有非常大的应用空间。1工程概况昆明市西北片区保

3、障性住房项目位于昆明市第王路与西三环交叉位置。本工程17〜19、21#住宅楼地上34层、地下3层，高度98.5m；20-1#住宅楼地上33层、地下2层，启j度86.15m；2（）・2#住宅楼地上25层、地下2层，高度77.75m；整体停车库为地下2层。本工程为框架-剪力墙结构，抗震等级为一、二级，结构主体基础采用高强度预应力管桩（管）A型，桩径500mm,壁厚为125mm,桩身混凝土强度不低于C80,单桩竖向承载力特征值大于2100kNo本工程位于昆明市酋北边，属于滇池湖积盆地沉积地貌。场地大部分地段经过人工回填，局部经过整平，建设场地总体

4、上场地地形相对较平缓、开阔，场地整体上由北向南倾斜，场地钻孔孔口标高介于1904.50m〜1916.68m,高差12.18m。根据钻探揭露，场地地基土主要为第四系人工堆积（Q』）层杂填土；第四系植物（QF）层耕土；第四系冲洪积（Q4a,，p,）层粉质黏土、第四系冲湖积（Q4aHd）层粉质黏土、含砾粉质黏土、上第三系茨营组（N%）泥质粉砂岩等地层构成。①1杂填土：主要由褐红色、灰黄色的粘性土及碎石、砖块组成，结构松散，稍湿。一般厚度为0.60m~7.20m,层厚变化较大。①2耕土：主要由灰色、褐黄色粘性土及其少量植物根系组成，结构松散，湿。一

5、般厚度为0.40m〜1.20mo②粉质黏土：褐黄色、浅黄色，可塑〜硬塑状,稍湿■湿，局部含少量砾石，干强度及韧性屮等。一般厚度为0.50m〜6.30m。③含砾粉质黏土：褐黃色、浅黄色，可塑状态为主，局部软塑状态，含砾石约15%〜20%,砾石粒径0.5cm-3cm,大者5cm,亚圆形为主；干强度及韧性屮等。一般厚度为5.10m〜17.20m。⑧泥质粉砂岩：褐红、褐黄色、灰白色，砂泥质结构，薄层状构造，岩质较软。一般揭露厚度为1.50m〜13.30m。3地震高烈度区管桩的施工控制从相关单位做的管桩实体抗剪试验及管桩在云南应用的实例來看，管桩桩身

6、的抗剪强度满足抗震要求。但地震时，作用在管桩桩基础上的外力受许多不确定因素的影响，管桩的内力分布及变形也是相当复杂的，因此，本工程管桩应用时，从以下儿个方面进行加强。3.1增加桩身钢筋构造管桩桩身来说，其抗剪强度与管桩的混凝土强度、混凝土强度的预压应力、纵向钢筋的性能、螺旋箍筋的配筋率等有关。我国的管桩相关规范标准中对钢筋构造做出相关规定，但对地震高烈度区的规定并不详细。根据相关研究叫地震时由于管桩在承台附近的剪力、轴力、弯矩均最大，因此，管桩在地震区应用时加强管桩的螺旋配筋，尤其是最上一节管桩上部的螺旋配筋对提高管桩的抗震性能非常冇利。因

7、此本工程增配管桩的螺旋箍筋及采用高均匀延伸率的预应力纵向筋。3.2加强桩端与地下室底板的连接构造对于房建工程，地震时作用在上部结构上的水平及竖向地震作用最终是通过地梁或板、地下室传给桩基。因此加强地下室与管桩的连接，增强整个结构的整体性和整体刚度，能提高单桩的抗震能力。3・3严格控制桩顶周围土体的回填质量因管桩环形截面的最大剪应力要比实心圆桩的大很多，即空心管桩的抗剪能力低于实心圆桩。因此，将最上节管桩的管孔部分填实，对上部结构的地震力向桩基传播中起到结构刚度渐变而达到结构整体抗震性能的渐变效果。管桩为挤土摩擦桩，密实土体除了本身承载部分地

8、震水平力外，同吋能够限制桩身的侧向变形。当水平荷载加大，桩的变形加大，表层土逐渐产生塑性屈服，从而使水平荷载向更深处的土层传递。从有关的试桩情况来看，桩土变形主要在桩的上部，因此