钢渣捕碳！仕净科技携手宝武集团引领钢渣资源化利用
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摘 要：通过对桩基常用施工方法的比较，阐述了预应力高强度混凝土管桩的优点和静压法沉桩施工工艺的先进性。特别对人们关注的可靠性和经济性等问题作了较全面的分析，认为在诸多型式的桩基中预应力高强度混凝土管桩将独占鳌头。
关键词：PHC 管桩；承载力；质量可靠；经济效益
On the D evelopmen ta l Tendency of PHC Concrete Pipe Pile
Liu Jinyu Liu Minghong
Abstract: The authors discuss the advantages of the pre-stressed highly intensified concrete pipe piles and the advanced technology of the static pile foundation by comparing the common pile foundation methods. Meanwhile，the authors make a complete analysis of their reliability and economy，and thus come to a conclusion that of the various pile foundations，the p re -stressed highly intensified concrete pipe piles come out first.
Key words: PHC Concrete pipe pile; Endurance; Credible quality; Economic effectiveness
1 、PHC 管桩简介
预应力高强度混凝土管桩代号为PHC (简称PHC 管桩)[1]。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800 ℃ 左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，标准节长为10m ，直径从300mm～800mm ，混凝土强度等级≥C80。PHC 管桩的常用规格及适用范围如表1所示[2] 。
表1 PHC 管桩的常用规格
|
外径
(mm ) |
壁厚
(mm ) |
承载力标
准值( kN ) |
适用楼层 |
|
300 |
70 |
900 |
6 ～12 |
|
400 |
95 |
1700 |
6 ～18 |
|
500 |
100 |
2350 |
10 ～30 |
|
500 |
125 |
2700 |
20 ～35 |
|
550 |
100 |
2800 |
10 ～30 |
|
550 |
125 |
2800 |
20 ～35 |
|
600 |
130 |
3200 |
20 ～40 |
|
800 |
130 |
4500 |
30 ～50 |
2、PHC 管桩的优点
2. 1 单桩承载力高
由于PHC 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70% ～80% ，桩侧摩阻力提高20%～40% 。因此，PHC 管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。
2. 2 应用范围广
PHC 管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。广泛应用于60 层以下的多种高层建筑。
2. 3 沉桩质量可靠
PHC 管桩是工厂化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠;运输吊装方便，接桩快捷; 机械化施工程度高，操作简单，易控制;在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证
2. 4 工程造价最便宜
2. 4. 1 直接成本
通过对多项工程实例的总结和分析，PHC 管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种[3] 。不同桩型主要指标比较见表2:
表2 不同桩型主要指标比较
|
主要指标 |
PHC 管桩 |
沉管灌注桩 |
钻孔灌注桩 |
人工挖孔桩 |
|
主要承力方式 |
端阻力与侧阻力
共同承受荷载 |
主要靠侧阻力承
受荷载 |
端阻力与侧阻力
共同承受荷载 |
主要靠端阻力承受荷载 |
|
桩径(外径) mm |
300 ～800 |
300～800 |
800～1200 |
≥800 |
|
可穿越土层 |
砂、砾石夹层
≤7. 0m |
≤3. 0m 砂夹层 |
穿越性好 |
穿越性好 |
|
进入持力层 |
软质岩、强风化
岩1～3m |
硬粘土密实砂层
和碎石层 |
中微风化岩 |
中微风化岩 |
|
造价 |
3. 21 元/ KN |
6. 11 元/ KN |
8. 81 元/ KN |
5. 87 元/ KN |
注:造价指标是在常用设计桩长20米情况下的比较，当设计桩长越长(≤60 米) PHC 管桩越经济。
2. 4. 2 间接经济效益
评价PHC 管桩的经济效益，不仅看造价，还要看工期。对于工期的价值，在以往计划经济时代，人们对它并不看重，但在当今商品经济发展的时代，“时间就是金钱，工期就是效益”已成为人们的共识，对于贷款投资的人感触尤深。PHC 管桩施工速度快、工效高、工期短，提前竣工投产，将产生巨大的社会效益和经济价值。
PHC 管桩的机械化施工程度高，现场整洁，施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的不安全感。容易做到文明施工，安全生产。减少安全事故，也是提高间接经济效益的有效措施。
3 、静压法施工的优点
PHC管桩施工方法主要有锤击和静压两种，目前用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国还是占主导地位，特别在日本主要用锤击法沉桩。近几年来，随着大吨位( 6800KN ) 压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善，静压法施工工艺与锤击法相比具有明显的优点，因此发展迅速，有望取代锤击法的态势。
3. 1 施工质量有保证[4]
静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺，在沉桩过程中，压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高; 桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假。因此，静压法单桩承载力比锤击法可靠，沉桩质量深得业主的信赖，并大大地减轻了监理工作强度，消除了设计者的担忧。
3. 2 对周边环境无影响
锤击法沉桩震动剧烈，噪音大，对周边环境影响大，这是锤击法的一大弊端。而静压法施工，无震动，无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外，精密仪器房附近区域内施工均可采用静力压桩，以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。在环保意识日益增强的现代社会，静压法施工的这一优势将会得到进一步的体现。
3. 3 施工应力小
锤击法沉桩时，由于锤击力的冲击和反射，使PHC 管桩受到较大的压应力波和拉应力波，容易使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹，严重影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载，无冲击和反射应力波，施工应力小且易控制。因此，采用静压法沉桩时，其PHC 管桩的配筋率和混凝土强度等级均可降低一个等级，这意味着静压法可降低PHC 管桩的制作成本。
3. 4 截桩量小
静压法送桩深度比锤击法深，且送桩后桩头质量较可靠。拔起长送桩器的能力，静压桩机要比打桩机强得多。因此，基坑开挖后PHC 管桩截去量比锤击法小得多，尤其适用于有多层地下室的建筑工程。
3. 5 适应性好
在某些特殊地质(如在石灰岩地区或“上软下硬，软硬突变”的地层) 条件下采用锤击法沉桩时，桩的破损率非常之高，所以在这些特殊地质条件的地区不宜采用锤击法施工，但静压法施工是将桩慢慢地压入土层中，遇到坚硬的岩面，也是慢慢地接触，直到加载至最大值，桩身一般不会被压坏。只要岩面坡度不太大，不产生桩身滑移，仍可保证沉桩质量。在实际工程中，遇到这些特殊地质条件时，采用“多桩大承台”的设计思想，配合使用改良的特殊钢桩尖，仍然可以收到较好的技术经济效益。
4、PHC 管桩的发展态势
由于PHC 管桩具有应用范围广、单桩承载力高、工程造价低等鲜明特点，所以在我国发展迅速。目前广东地区处于领先地位，设计人员将PHC 管桩作为首选基础之一，具有丰富的设计、施工经验，还编制了《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98标准，为我国PHC 管桩的应用和推广作出了较大的贡献。
随着我国城市化建设的高速发展，建筑已从多层向高层过度，特别是近十年来，大中城市的建筑均以十层以上为主，建筑的基础形式80% 是桩基，经调查分析，PHC 管桩在桩基中的比例不到8% ，这说明PHC 管桩基础在我国发展极不平衡，具有极大的发展空间。我省在PHC 管桩应用方面也起步较晚，近5 年来有些应用，但工程实例不多，主要问题是设计、施工经验不足，设计规范与工程实际相差较大，担心沉桩质量不好。
综上所述，静压法沉桩施工工艺具有机械化施工程度高，人为干扰因素少，沉桩质量可靠等优点，已得到广大设计人员的信赖，并基本消除了人们的心理障碍。相信在将来的5 年内，PHC 管桩的应用将会在全国范围内迅速展开，在诸多型式的桩基中独占鳌头，并逐步取代其它摩擦桩型。
参考文献
[1] GB13467 –1999.先张法预应力混凝土管桩[S].
[2] DBJ/T15 -22 –98.预应力混凝土管桩基础技术规程[S].
[3] 黄强. 桩基础工程若干热点技术问题[M ]. 北京:中国建材工业出版社，1996: 30 -100
[4] 赵明华. 桥梁桩基计算与检测[M ]. 北京:人民交通出版社，2000: 50 -80 (责任编辑:张先鹤) 编辑：
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