混合配筋预应力混凝土管桩课件.ppt

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1、建华管桩集团廖振中2013年03月混合配筋预应力混凝土管桩(PRC桩)PrestressedReinforcedPile(PRCPile)题要一前言二结构三应用1黄河的护堤工程2建筑工程基础3湖泊的护岸工程4作构筑物的立柱用5用于深基坑工程支护结构四小结一前言预应力高强混凝土桩，无论管桩还是离心方桩，桩身强度都很高，但由于预应力混凝土桩抗弯性能差，破坏形式呈脆性破坏，延性差，当桩出现开裂后，裂缝迅速蔓延，受拉区钢筋很快进入屈服和颈缩直至断裂，而且具有极限弯矩和开裂弯矩相差不大等缺点。由于桩抗水平承载力不足，因此，在在抗震设防烈度不大于8度

2、的地区抗震建筑的基础施工中，在基坑工程、边坡稳定工程、护岸工程，软土地区建筑桩基中的应用受到限制因此，需要开发适应要求的新型桩。黄河需要护堤桩我们为什么要研发混合配筋制预应力混凝土管桩？黄河是中国的母亲河，她孕育中华灿烂的千年文明，但她也带来了灾难，千百年来，流经黄土高坡的滚滚河水带来大量泥沙，在中下游淤积。在河南段，大约河床每年要升高8～12cm,郑州段花园口河床比市区高5～7m,开封段已高10多m。由于泥沙的淤积，黄河的最大特点是不停的改道，东边河床高了流西边，西边河床高了流东边，频频改道。现在要控制流向，减少对堤岸的冲击，就提出了＂

3、桩坝＂的新概念。“桩坝＂是为大河堤坝的外围设置保护层，即由预制桩组成的缓冲层，减少对大河堤坝的冲击。对护坝桩的要求是：（1）要承受较大的抗弯力和抗剪力，危险断面处的抗弯力达300-500kN；（2）要可将桩沉入和拔出，即桩上必须有预应力钢筋，能承受桩自重的应力设计；（3）要有较好的稳固性，即桩在泥沙中位置的稳定性，桩截面不宜小于500mm,当然可考虑连系梁架构。针对护堤坝桩和基坑、抗震等基础工程的需求，由郑州大学、建华管桩集团共同研发的混合配筋制预应力混凝土管桩。即PRC桩。它同普通预应力混凝土管桩一样，亦是由混凝土、钢筋骨架及端头板组成

4、，不同处在于钢筋骨架中除了有预应力钢筋外，还加入一定数量的非预应力钢筋，形成一种新型的混合配筋的骨架，配筋率高，为普通管桩的1.5～2倍。按非预应力钢筋和预应力钢筋的直径数量分有多种类别、型号，我们可以根据实际工程需要，选择相匹配的混合配筋预应力混凝土管桩。建华管桩委托同济大学，对混凝土混合配筋管桩、PHC管桩、和预制混凝土实心方桩三种桩型进行水平低周反复加载的对比试验，选取有代表性的部位，通过精细的试验量测设计，在整个试验过程中观测裂缝变化情况、混凝土和钢筋的应变变化，并绘制出反映桩在循环荷载作用下荷载与变形关系的滞回曲线及骨架曲线，为

5、确定预应力混凝土管桩的水平抗震性能提供试验基础。二混凝土混合配筋管桩、PHC管桩、实心方桩抗震性能的试验研究加载设备混合配筋管桩PHC管桩实心方桩试验加载程序采用荷载控制和位移控制两种方法。1对比试验试验中观测到的试件损伤发展历程大致如下:(1)、当水平荷载小于开裂荷载时，试件水平力与位移呈线性关系。(2)、随着荷载的增大，混凝土裂缝开始出现，此时裂缝宽度一般在0.02mm以内。(3)、荷载继续增大：1）实心方桩中纵向受拉钢筋开始屈服，接着受压侧混凝土保护层开始压碎、剥落，继而纵向受压钢筋压屈，试验结束；2）PHC管桩中受压侧混凝土保护层

6、开始压碎、剥落，纵向受拉钢筋（预应力钢筋）逐渐达到屈服强度，直至最后断裂，试验结束；3）混合配筋管桩中受压侧混凝土保护层开始压碎、剥落，纵向受拉钢筋（预应力和非预应力钢筋）逐渐达到屈服强度，直至最后预应力钢筋断裂，非预应力钢筋压屈，试验结束。PHC管桩水平位移幅值80mm东侧混凝土破坏情况实心方桩水平位移幅值60mm南侧混凝土破坏情况2试验破坏情况混合配筋管桩水平位移幅值95mm东侧混凝土破坏情况实心方桩在保持80mm峰值位移时，负向峰值荷载随循环次数增多而大幅降低，刚度明显退化，试验结束。PHC管桩在保持70mm峰值位移时，正向峰值荷载

7、随循环次数增多而开始大幅下降，一侧混凝土已压碎；而在保持80mm峰值位移时，另一侧混凝土突然压碎，试验结束。混合配筋管桩的水平极限承载力出现在80mm荷载级，在保持80mm峰值位移时，负向峰值荷载随循环次数增多而有所降低，但未大幅下降；继续加载，在保持85mm、90mm峰值位移时，峰值荷载随循环次数增加逐渐降低，但依然没有大幅下降，说明混合配筋管桩具有较好的延性性能。最终在95mm峰值位移时，水平承载力明显降低，试验结束。3试验比较与分析从上表中可以看出，三根桩型轴压比相同，剪跨比基本接近，这为比较三种桩型的延性性能提供了可比性。配箍率实

8、心方桩比两根管桩高出30%左右，这对方桩的延性性能有一定的增强作用。抗弯刚度两根管桩超出方桩近30%左右，使管桩的抗弯能力大大提高。另外混合配筋管桩由于增配了非预应力钢筋，因此纵向配筋率超出方