预应力混凝土管桩与方桩

预应力混凝土管桩与方桩2009年10月纲要目前有关的规范及图集PHC桩国家与上海标准的对比空心方桩国家与上海标准的对比PHC桩与空心方桩的替换问题PHC桩的抗拔验算有关桩距的问题抗压桩与抗拔桩的布置方式目前的图集国家图集《预应力混凝土管桩》03SG409上海图集《先张法预应力混凝土管桩》DBJT08-92-2000国家图集《预应力混凝土空心方桩》08SG360上海图集《先张法预应力混凝土空心方桩》2006沪G/T-502PHC桩国家与上海标准的对比壁厚、型号、预应力筋数量、有效预压力等都所有区别。国家标准不设置桩端锚固筋，如设计或使用认为有必要时可增加设置。上海标准均设置桩端锚固筋。壁厚主筋有效预压应力承压设计值直径500B型国家100mm13Φ10.77.2Mpa3150kN上海100mm15Φ10.77.56Mpa2460kN直径600B型国家110mm17Φ10.77.0Mpa4250kN上海110mm18Φ10.76.84Mpa3360kN空心方桩国家与上海标准的对比内径、有效预压力等都所有区别。均不设置桩端锚固筋。内径主筋有效预压应力承压设计值边长400AB型国家250mm8Φ10.74.94Mpa3000kN上海240mm8Φ10.75.15Mpa2885kN边长500B型国家300mm12Φ12.66.27Mpa4679kN上海300mm12Φ12.66.77Mpa4094kNPHC桩与空心方桩的替换问题外周长内径内周长端部面积1PHC5001.571m300mm0.942m0.1963m2HKFZ4001.600m240mm0.754m0.1600m22PHC5501.728m340mm1.068m0.2376m2HKFZ4501.800m250mm0.785m0.2025m23PHC6001.885m380mm1.194m0.2827m2HKFZ5002.000m300mm0.942m0.2500m2抗压承载力主要取决于外周长和端部截面。抗拔承载力主要取决于外周长和内径尺寸。方桩周长稍大，但内周长和端截面稍小一些。PHC桩与空心方桩替换问题的例子外周长内周长端部面积PHC-AB500(100)-301.571m0.942m0.1963m2HKFZ-AB400(240)-301.600m0.754m0.1600m2PHC-B600(110)-301.885m1.194m0.2827m2HKFZ-B500(300)-302.000m0.942m0.2500m2抗压承载力特征值抗拔承载力特征值填芯2.5m的黏结力PHC-AB5001222kN751kN707kNHKFZ-AB4001221kN747kN565kNPHC-B6001495kN922kN895kNHKFZ-B5001556kN956kN707KN注：填芯混凝土的黏结力按福建省规范计算。PHC桩的抗拔验算土体提供的竖向抗拔承载力计算桩身结构强度验算管桩连接构件的强度验算

a)焊缝强度验算

b)端板孔口抗剪强度验算

c)钢棒镦头抗拉强度验算管桩与承台的连接

a)管桩填芯混凝土抗拔性能

b)桩顶与承台的连接构造PHC桩的抗拔验算—桩身强度

以PHC-B500(100)为例：国家图集03SG409，福建标准广东省标准DBJ/T15-22-98江苏省标准苏JG/T011-2003PHC桩的抗拔验算—焊缝强度

PHC桩的抗拔验算—端板孔口抗剪强

度验算

若抗拔力较大，可加厚端板，以提高端板孔口抗剪强度，增加其安全度。若增厚为20mm，则N=1154kN;若增厚为22mm，则N=1343kN;若增厚为24mm，则N=1470kN。PHC桩的抗拔验算—钢棒镦头抗拉强

度验算

上海市标准《先张法预应力离心混凝土管桩制作规程》(DBJ08-302-96)规定：镦头强度损失不应大于钢筋抗拉强度的5%。所以钢棒镦头按钢筋抗拉强度的95%来考虑。PHC桩的抗拔验算—抗拔管桩与承台

的连接

广东省标准规定：抗拔管桩应将桩所有纵向钢筋全部直接锚入承台内，因此必须截桩，这样会使桩身结构有所损伤，另外也费时费力。上海标准规定：用微膨胀混凝土填芯内插钢筋，同时在端板上焊钢筋，并将所有钢筋锚入承台内;锚固钢筋的直径和数量应根据抗拔力大小进行计算调整。若出现截桩情况，抗拔力要通过填芯混凝土与管桩管壁的粘结力来传递。PHC桩的抗拔验算—填芯混凝土的黏

结性能及抗拔力

福建省标准规定：若填芯长度为1.5m，N=424kN;若填芯长度为2.0m，N=565kN;若填芯长度为2.5m，N=707kN.PHC桩的抗拔验算—填芯混凝土的黏

结性能及抗拔力

有关研究表明，填芯混凝土与管壁的黏结强度由接触面上的胶结力、摩擦力和机械咬合力组成，并随接触面的位置而变化。在混凝土强度不太高时，黏结强度随着混凝土抗拉强度的增大而增加。可采用平均黏结强度的概念，并与混凝土抗拉强度成正比。公式如下：实际工程中，由于管内壁不可避免有离心后浮浆层存在，同时填芯施工质量有离散性，都会对抗拔力有影响。建议：管桩桩端抗拔力的传递以填芯混凝土方式为主来计算，端板焊接钢筋作为安全储备。也可采用减少顶部端板内径的方法来确保混凝土填芯的抗拔强度。PHC桩的抗拔验算—与承台的连接

有关预制桩的桩距问题《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)规定：对于承载力相接近的管桩与空心方桩，由于方桩边长比管桩直径小，故桩距可比后者小。抗压桩与抗拔桩的