静压高强预应力管桩在高层建筑中的应用.doc

静压高强预应力管桩在高层建筑中的应用静压高强预应力管桩在高层建筑中的应用静压高强预应力管桩在高层建筑中的应用静压高强预应力管桩在高层建筑中的应用陈明(江苏省华建建设股份有限公司上海公司)提要：本文结合工程项目阐述了预应力管桩制备、施工工艺及施工中常见问题的预防和处理概述先张法预应力混凝土管桩是近年来国内开发成功的新型建筑基桩,是科学技术领域的新产品，被建设部列为全国重点推广应用的新成果，现已广泛应用于工业与民用建筑、道路、桥梁、水利、港口、码头、电力、冶金等重要基础工程。1。1预应力混凝土管桩的特点：（1）桩身混凝土强度高，混凝土质量可靠,管桩生产采用高速离心工艺和高温高压(压力10kgf/cm²;温度180℃）蒸汽养护，混凝土密实度好(砼容重2600kg/m³以上），离散性小,混凝土强度可达C80以上，预应力主筋为制管桩专用的凹螺纹预应力钢棒（抗拉强度≥1420N∕mm²、屈服强度≥1275N∕mm2伸长率不小于5％,松驰率不大于2。5%)管桩由工厂化制作，产品自始至终在受控状态下生产，桩身质量有充分保证；(2）设计选用范围广，地质适应性强，可作磨擦桩,磨擦端承桩及端承桩用，桩管类型多，有不同的规格和壁厚，单桩承载力范围较大，在同一建筑物基础中可根据荷载大小，采用不同直径的管桩，同一根桩的壁厚也可根据受力情况适当进行组合，使桩身强度与地耐力匹配,充分发挥每根桩的承载力；(3）单位承载力造价低、预应力混凝土管桩单位承载力造价比沉管灌注桩、钻孔灌注桩等现场灌注桩要低10—20％;（4）施工速度快。同样单台桩机施工相比，比钻孔灌注桩要快7-9倍，比搅拌桩及夯扩桩要快1-3倍；(5）采用静力压桩法施工时,可以可靠地控制施工中桩的承载力及桩顶标高；（6)施工时产生挤土效应较小，预应力管桩是空心的，对不同地层采用合适的桩尖形式,若使用开口桩尖,沉桩过程土体可挤塞到管空心内（约2/5桩长），大大减少挤土效应,减轻对周围建筑物的挤压作用，其沉桩产生的挤土效应比普通预制方桩沉桩产生的挤土效应要小。（7）施工过程无环境污染，现场砼搅拌及泥浆在管桩施工中不存在，在城区施工中,采用静压施工工艺,基本无震动、无噪音、无空气污染,工地施工文明、整洁。2、工程概况明申二期工程位于上海市闵行区虹桥镇内，其中19号高层住宅是由二幢22层塔楼和3层裙房组成，建筑物总高73。2m，总长约142m,宽约43m,该工程地下一层战时为六级人员掩蔽室2．1地质情况根据地质报告,地质分布状况①表层杂填土，层厚0。5—1.5m,②褐黄色粘土，层厚1.5-3.0m③灰色淤泥质粘土层厚，2.6-5。2m,④灰色淤泥质粉质粘土,层厚8.8—11.7m,⑤1-1灰色淤泥质粉质粘土，层厚5.8-8。8m,⑤1-2灰色淤泥质粉质粘土夹砂,层厚1.9-5。8m,⑤2灰色砂质粉土层，厚3.8—10。5m,⑤3灰色粉质粘土夹砂，层厚20—20.5m,⑥灰色粉砂,末钻穿。2．2桩的选型工程基础采用箱形基础，桩采用高强预应力混凝土管桩（PHC桩)，主楼部位选用规格Φ550×110，桩长42m，主楼桩数332根,设计单桩承载力3300KN.裙房部位选用Ø400×100，桩长36m,主楼桩数40根，设计单桩承载力2000KN.3．设计要点3.1竖向承载力设计PHC管桩的主要设计指标见下表。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2001)，桩基的竖向承载力设计值为：R＝Qsk/rs+Qpk/rpQsk-—单桩总极限侧阻力（kN)；Qpk—-总极限端阻力标准值（kN)；rs——桩侧阻抗力分项系数，经验参数法取1。65；rp——桩端阻抗力分项系数，经验参数法取1.65；PHC桩主要设计指标桩身编号根数管桩外径型号桩身轴向承载力设计值(KN)抗裂弯矩（KN。m)极限弯矩(KN.m）桩身长度（m）ZH—1332Φ550A330010915142（12+10+10+10=42)ZH—240Φ400A2000598136(12+12+12=36）3.2抗拨设计高层建筑中,普通带有一层或多层地下室，结构工程设计人员在进行地下室的抗浮验算时，就要对桩基抗拔进行验算。在采用静压管桩基础时,为了充分发挥单桩抗拔力，承台与桩连接最薄弱的部位，即填塞入预应力管桩中的混凝土圆柱芯要特别设计，在单桩浮力引起的上拔力作用时，这段混凝土圆柱芯最易连同承台一起从预应力管桩中拔出来.因此在需要抗拔的管桩中,填塞入预应力管桩的混凝土圆柱柱芯的长度应通过计算混凝土芯与桩内壁摩擦阻力来确定,此时砼与管桩内壁的粘结强度一般可取0.3Mpa此外,圆柱芯内的锚筋要经验算其抗拉承载力是否满足单桩上拔力,需要拔的管桩最好能打出足够长度的管壁钢筋锚入承台（见下图），则预应力管桩的抗拔是完全可以满足设计要求的.3。3桩尖形式的选用目前用于高层建筑中静压管桩