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浅谈预应力混凝土空心方桩在工程应用中的优势及不足摘要：论述了预应力混凝土空心方桩的特点，通过与预应力管桩的对比简介其优点及不足并给出建议。
关键词：预应力混凝土空心方桩摩擦桩经济性一、前言在目前的城市化建设进程中，预应力混凝土空心管桩作为一种性能稳定，可靠度高的成熟桩型被广泛的应用到工业与民用建筑、公路、港口及码头中。
其中工业与民用建筑中所占比例约为80%。
近几年管桩每年的产量都在4亿米左右，建筑材料消耗很大。
预应力混凝土空心方桩是对管桩的一种深度开发的产品，更为有效的发挥材料的性能，从而达到减少建筑工程对自然资源过度消耗的问题。
二、预应力混凝土空心方桩的优势1、简介预应力混凝土空心方桩是专业工厂采用先张法预应力、离心成型和蒸汽养护制成的一种外方内圆的预制混凝土构件。
其适用的地层为流塑、软塑状态的软弱地基，持力层宜为粘土层、砂层、埋藏较深的基岩以及强风化岩层或风化残积土层较厚的土层，尤其适用于软弱土层较厚的土层。
其制作工艺及特性与现阶段已成熟使用的管桩基本相同，具有管桩的性能稳定、操作方便、施工速度快、性能高的优点。
2、方桩的外形众所周知，相同面积的前提下圆形截面的周长最短。
因此，方形桩可比相同混凝土用量的圆形桩有更大的摩擦面，也就是说可以产生更大的摩擦力。
同时方桩在土层中桩体周边土与土的休止角比圆形桩的摩阻系数要大得多，这说明在相同的截面混凝土用量下，方桩可以获得更大的摩擦力。
因此，一般说来对于摩擦桩或摩擦型端承桩，可用边长300mm的空心方桩替代直径400mm的管桩，可用边长400mm的空心方桩替代直径500mm的管桩。
以下通过单桩侧摩阻力的简单对比说明：某工程单桩承载力为n，摩擦桩（不考虑桩端承载力）。
空心方桩边长400mm与管桩直径500mm比较：需要空心方桩桩长l1=n/（4×0.4）=n/1.6；需要管桩桩长l2=n/（3.14×0.5）=n/1.57；管桩比空心方桩用量多[（l2/l1）—1]×100%=1.19%；通过对比可以发现边长400mm的空心方桩能够替代直径500mm的管桩，而且桩身侧摩阻力还略略大出管桩。
试述预应力技术在建筑工程中的应用在建筑工程领域，预应力技术的应用日益广泛，为建筑结构的稳定性、安全性和经济性提供了有力保障。
预应力技术通过在结构构件承受荷载前，预先对其施加压力，从而提高构件的承载能力和抗裂性能，有效延长建筑的使用寿命。
预应力技术的原理在于利用高强度钢材的抗拉性能，在混凝土构件中预先施加一定的预压应力，使其在承受外荷载时，能够抵消或减少拉应力，从而延缓裂缝的出现和扩展。
这种技术的核心在于控制预应力的大小和分布，以满足不同结构和荷载条件的要求。
在建筑工程中，预应力技术主要应用于以下几个方面：首先是预应力混凝土桥梁。
桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，需要承受车辆的动荷载和自身的重量。
预应力技术能够显著提高桥梁的跨越能力，减少梁体的截面尺寸，降低结构自重，增加桥梁的耐久性。
例如，在大跨度桥梁中，采用预应力连续梁或连续刚构桥的结构形式，可以有效地减小梁体的弯矩和挠度，提高桥梁的整体性能。
同时，预应力技术还可以用于桥梁的加固和改造，通过施加体外预应力索，增强桥梁的承载能力，延长其使用寿命。
其次是预应力混凝土楼板。
在多层和高层建筑中，楼板的自重往往占较大比例。
采用预应力混凝土楼板可以减小楼板的厚度，增加室内净空高度，减轻结构自重，降低工程造价。
此外，预应力楼板还具有较好的抗裂性能和抗震性能，能够提高建筑物的整体安全性。
在一些大型商场、展览馆等大空间建筑中，预应力空心楼板的应用能够满足对跨度和承载能力的要求，同时提供良好的使用功能。
再者是预应力混凝土桩。
在基础工程中，预应力混凝土桩具有较高的承载能力和抗裂性能。
通过施加预应力，可以提高桩身的强度和刚度，减少桩的沉降和变形。
预应力混凝土管桩由于其生产工艺成熟、质量稳定、施工方便等优点，在建筑工程中得到了广泛的应用。
此外，预应力混凝土方桩、灌注桩等也在不同的工程条件下发挥着重要的作用。
预应力技术在大跨度屋盖结构中也有出色的表现。
如体育场馆、展览馆、航站楼等大型公共建筑通常需要大跨度的屋盖结构来满足使用要求。
预应力混凝土管桩预应力混凝土管桩是一种常见的桩基工程施工技术，也是现代建筑工程中常用的桩基形式之一。
本文将从预应力混凝土管桩的定义、构造形式、优点和应用等方面进行阐述，旨在对读者全面介绍这一建筑工程技术。
第一章：预应力混凝土管桩的定义和基本知识1. 混凝土管桩的定义混凝土管桩是一种由预应力混凝土制成的管状桩基，通过施加预应力来提高其承载力和抗震性能。
2. 预应力混凝土管桩的构造形式预应力混凝土管桩主要由管体和预应力钢筋组成。
管体由混凝土浇筑而成，预应力钢筋则通过预应力锚具和导向设备来保证其受力状态。
第二章：预应力混凝土管桩施工方法1. 施工前的准备工作施工前需要进行地质调查、钻探取样、设计计算等工作，以确定桩的设计参数和施工方案。
2. 施工过程及施工注意事项预应力混凝土管桩的施工过程包括钢筋加工、模板制作、混凝土搅拌浇筑、预应力张拉、锚固和养护等环节。
在施工过程中，需注意施工现场的安全和质量控制。
第三章：预应力混凝土管桩的优点和应用1. 优点预应力混凝土管桩具有承载力大、施工方便、耐久性好等优点。
由于其受力状态的特殊性，预应力混凝土管桩能够有效地抵抗地震力和抗侧移，从而提高了工程的安全性和稳定性。
2. 应用领域预应力混凝土管桩广泛应用于高层建筑、大型桥梁、码头、河道治理等工程中。
其施工工艺和技术成熟，能够满足不同工程的需求。
第四章：预应力混凝土管桩的施工质量和质量控制1. 施工质量预应力混凝土管桩的施工质量主要包括材料的选择和掺和比例、施工工艺的合理性及预应力钢筋的张拉质量等方面。
2. 施工质量控制为确保预应力混凝土管桩的施工质量，需进行施工组织设计、参建单位资质审查、现场监督检查等工作，并对施工过程进行全程跟踪监控。
第五章：预应力混凝土管桩的维护与修复1. 维护工作的重要性预应力混凝土管桩在使用过程中要进行定期维护，以保证其正常使用寿命和稳定性。
2. 维护与修复方法预应力混凝土管桩的维护与修复主要包括表面修补、防腐处理和损伤修复等工作，需要根据具体情况制定相应的方案。
试析预应力混凝土管桩的应用在我国，预应力混凝土管桩首先应用于铁路系统，八十年代初期，上海、广东等地开始推广应用，进入九十年代江苏、浙江也广为应用。
南通地区浅土层普遍存在理想的植桩持力层（砂性土层），由于受到挤土效应、机械设备、施工能力、材料来源等因素限制，推广使用较晚，从单桩承载力价格比、工期，质量等几个方面综合考虑，它具有独特的优势，然而，预应力混凝土管桩（静压法植桩为主）在砂性土地层中的使用仍是个比较复杂的技术，应对桩基方案优化对比，合理选用机械、精心组织施工。
一、预应力混凝土管桩的单桩竖向承载力估算及分析1、单桩竖向承载力估算单桥探头静力触探法是主要根据同济大学在上海和南通本地大量试验中总结出来的，比较适合南通地区地质情况（砂性土为主）。
近几年大量的工程试验证明，使用单桥静力触探资料估算单桩承载力是行之有效的方法，其计算精度完全可以满足工程设计的要求。
上式中相关参数及修正系数的取值十分关键，JGJ94——2008规范5.3.3已作详细说明，其中取值对于粉土及砂性土、适用于折线○D即为0.02 ，实际应用中，地表以下6m范围内的粉土为主的土层中，我们一般统一按15 kpa，，而对于6m以下值达到7.0 以上的砂性土，值可按100kpa考虑。
2、几种管桩的竖向承载力分析1）闭口管桩闭口管桩的承载力变形机理与混凝土预制桩是相同的。
管桩光滑的表面性质与混凝土预制桩粗糙的表面虽有所不同，但大量试验结果表明，两者的极限侧阻力是可视为相等，因为一般砂性土层中侧阻剪切破坏面是发生于靠近桩表面的土体中，而不是发生于桩土界面。
因此，闭口管桩承载力的计算可以采用与混凝土预制桩相同的模式和承载力系数。
2）敞口管桩的端阻力敞口管桩的承载力机理比闭口管桩复杂。
这是由于沉桩过程，桩端土的一部分进入管内形成“土塞”。
土塞的沉桩过程受到管内壁摩阻力作用而产生一定压缩。
土塞的高度及闭塞效果随土性、管径、壁厚、桩入土深度及进入持力层的深度等诸多因素而变化。
预应力管桩总结预应力管桩作为一种常见的基础工程桩型，在现代建筑施工中发挥着重要作用。
本文将对预应力管桩的特点、施工工艺、质量控制以及应用场景等方面进行详细阐述。
一、预应力管桩的特点1、高强度预应力管桩采用高强度混凝土和预应力钢筋制作，具有较高的抗压强度和承载能力，能够满足各种建筑工程的需求。
2、施工速度快管桩在工厂预制，质量稳定，现场施工时，沉桩速度快，能够有效缩短工期。
3、适应性强适用于多种地质条件，如软土、砂土、黏土等，并且能够承受较大的水平荷载和竖向荷载。
4、经济性好相比其他桩型，预应力管桩的造价相对较低，在保证工程质量的前提下，能够降低工程成本。
5、环保节能生产过程中能耗较低，对环境的污染较小，符合现代建筑行业的可持续发展要求。
二、预应力管桩的施工工艺1、施工准备在施工前，需要对施工现场进行平整，清除障碍物，并根据设计要求确定桩位。
同时，要对管桩的质量进行检查，确保其符合相关标准。
2、吊运和堆放管桩在吊运过程中要保持平稳，避免碰撞和损坏。
堆放时要按照规格、型号分类堆放，并设置垫木，防止管桩滚动。
3、沉桩常见的沉桩方法有锤击法、静压法和振动法。
锤击法是利用桩锤的冲击力将桩打入土中，施工速度快，但噪音较大；静压法是通过静力将桩压入土中，噪音小，但对施工场地要求较高；振动法是利用振动器的振动使桩沉入土中，适用于砂土等地质条件。
4、接桩当桩的长度不够时，需要进行接桩。
接桩的方法通常有焊接法、法兰连接法和机械连接法。
焊接法是最常用的接桩方法，焊接质量直接影响桩的承载能力。
5、送桩如果桩顶标高低于地面，需要采用送桩器将桩送至设计标高。
6、终止沉桩当桩达到设计要求的承载力或入土深度时，即可终止沉桩。
三、预应力管桩的质量控制1、原材料质量控制严格控制混凝土、钢筋等原材料的质量，确保其符合相关标准和设计要求。
2、制作过程质量控制在管桩制作过程中，要对模具、钢筋加工、混凝土浇筑、养护等环节进行严格监控，保证管桩的质量。
浅谈预应力高强混凝土管桩(PHC桩)基础的施工(全文)文档1：正文:一、引言预应力高强混凝土管桩（PHC桩）基础是一种常用的基础工程施工方法。
本文将从施工过程、材料选用、施工方案等方面对PHC桩基础进行详细介绍。
二、施工过程2.1 桩机搭设桩机搭设是PHC桩基础施工的第一步，需要按照设计图纸要求进行合理布置。
2.2 桩孔开挖开挖桩孔时，需要严格按照设计要求进行，保证桩孔的深度和直径的准确度。
2.3 钢筋配筋在桩孔内进行钢筋配筋时，需要根据设计要求进行合理的排布，保证桩身的强度和稳定性。
2.4 浇筑混凝土混凝土的浇筑是PHC桩基础施工的关键环节，需要注意混凝土的配比、浇筑速度以及振捣等细节。
2.5 预应力张拉在桩身硬化后，进行预应力张拉作业，确保桩身在受力时能够有足够的承载能力。
三、材料选用3.1 混凝土采用高强度混凝土是保证PHC桩基础承载能力的重要因素。
3.2 钢筋选用高强度钢筋，能够提高桩身的抗弯和抗压能力。
3.3 预应力钢束预应力钢束是进行桩身预应力张拉的重要材料，需要选用质量可靠的产品。
四、施工方案4.1 桩基础设计方案根据工程要求和设计要求，制定合理的桩基础设计方案。
4.2 桩机操作方案制定桩机操作方案，明确桩机的搭设和使用要求，保障施工的顺利进行。
4.3 钢筋配筋方案根据设计要求，制定合理的钢筋配筋方案，保证桩身的稳定性和承载能力。
4.4 混凝土浇筑方案制定混凝土浇筑方案，明确浇筑的时间、方法和技术要求。
五、附件本文档涉及的附件包括设计图纸、施工方案、施工图纸等。
六、法律名词及注释1. 预应力：预先施加的拉应力，用以抵消工件在使用荷载作用下的应力。
2. PHC桩：预应力高强混凝土管桩。
文档2：正文:一、前言预应力高强混凝土管桩（PHC桩）基础在工程建设中广泛应用。
本文将从基础施工、施工注意事项、质量控制等方面对PHC桩基础施工进行详细探讨。
二、基础施工2.1 桩机布置桩机布置是PHC桩基础施工的第一步，合理布置能够提高施工效率。
浅谈预应力混凝土管桩及其在工程中的应用
摘要:预应力混凝土管桩已经广泛运用于国民生产的各个领域,本文讨论了预应力混凝土管桩的现状,受力分析及施工特点,并结合实例说明了预应力混凝土管桩在某房屋基础工程中的应用,事实证明预应力混凝土管桩发挥了较好的作用。
关键词:预应力混凝土管桩受力分析施工特点基础工程
0引言
预应力混凝土管桩在我国已有较长的使用历史,丰台桥梁厂于20世纪60年代就进行了较大规模的生产,随着混凝土管桩的生产和应用不断发展,尤其是80年代后期至90年代,先张法预应力混凝土管桩成为建设部全国重点推广应用的科技成果,在我国的广东,上海,宁波和连云港等地大量地用于建筑,港口,道路,桥梁,电力等工程建设中,取得了明显的经济效益和社会效益。
建筑的复杂地质情况对基础工程的要求越来越严格,基础工程造价占整个工程总投资的比例越来越大,桩基础得到了大量的应用,常见的钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩等具有施工速度慢,场地污染严重,成桩质量难以保证,材料浪费大等弊病,打入式预制实心桩造成了较大的噪音和土体震波,不仅对周围环境影响大,而预应力混凝土管桩具有桩质量好,施工速度快,承载力高等特点,得到了各方人士的一致认可,因此很多厂家对其进行了批量生产。
很有必要对预应力混凝土管桩进行全面的了解。
1预应力混凝土管桩施工特点
预应力混凝土管桩在被压入土过程中,地基土受到重塑扰动,桩压入时所受到的土体阻力并不完全是静态阻力,但也不同动态阻力,压桩阻力是由桩侧摩阻力和桩尖阻力组成的,压桩阻力的大小和分布规律的影响因素主要是土质、土层排列、硬土层厚度、埋入持力层深度等。
在穿过上覆软土层时,压桩阻力较小。
主要是因为对于上覆土层为较软土层,如饱和粘性土、粉土等,其瞬时排水固结效应不明显,体积压缩变形小,桩体在贯入时会产生超静孔隙水压力。
当将桩压到密实砂层、硬塑坚硬的风化残积土、强风化岩等持力层时,压桩力会急剧上升。
因为将桩压到持力层时,在压桩力剧烈的挤压挤密作用下,桩端附近的土己经不是原状土,而是形成超压密土层区和挤密加固区,强度比原状土的强度高。
压桩完成后,随桩侧土孔压消散、再固结和触变恢复,最终形成一层紧贴于桩表面的硬壳,最后管桩由桩身摩擦力与端承作用提供承载力。
2管桩承载力计算
管桩的提供承载力来源于桩侧摩阻力与持力层的端承作用,若使用竖静压桩
施工艺,广东省《静压桩基础技术规程》编制组通过大量桩基资料的统计分析,提出一个桩的极限承载力与静压的最终压力之间的关系经验公式如下:
当L≤14m时,Quk=αRsm=(0.60~0.85)Rsm,
当14m<L<21m时,Quk=αRsm=(0.75~1.05)Rsm,
当L≥21m时,Quk=αRsm=(1.0~1.2)Rsm。
式中:L—预应力混凝土管桩长(m),
Quk—静压桩单桩竖向极限承载力标准值(kN),
Rsm—静压桩的终压力值(kN),
α—承载力与压力关系值。
若使用锤击法施工,取:
Quk=0.3(fce-σpc)·A
式中:fce—管桩离心混凝土抗压强度,PC桩取50MPa,PHC取80MPa,
σpc—管桩混凝土有效预压应力,MPa,
A—管桩横截面面积,mm2。
3预应力混凝土管桩在工程中的应用
3.1工程概况
某商品楼采用混凝土锥形管桩基础工程,桩径400mm,设计桩长12m,地层变化比较大,如表1所示。
根据地质报告,对部分区域的桩长进行了调整,桩长为9-16m,总计210根,管桩采用混凝土强度等级C60,单桩竖向极限承载力设计值为1815KN,施工终压力值为2000KN,压桩采用型液压静力压桩机两台。
采用静压桩预应力混凝土锥形管桩施工,管桩示意如图1所示。
3.2施工中的注意点
3.2.1避免吊桩损坏
由于圆形管桩表面光滑,无棱角,吊桩捆抓不能用吊方桩的方法,必须注意防滑;
3.2.2.减少桩身裂缝
防止沉桩过程中出现结构裂缝的要点是解决锤击沉桩时的气锤效应、水锤效应等动力效应,主要措施是使管桩内腔的空也与大气连通。
3.2.3.防止桩身破碎
管桩对偏心锤击特别敏感,极易导致桩顶破碎;桩锤过小,锤击能量易集中在桩顶,且锤击次数过多,易将桩顶打碎;送桩刚度偏小,易打碎桩顶。
3.3减少施工对环境的影响
管桩属于挤土桩,沉桩时土体中产生很高的孔隙水压力,土体发生侧向挤出和向上隆起,使周围建筑物和市政管线产生变形,严重时发生开裂、倾斜等事故,在预制桩事故时应采取合理的施工方法和必要的防治措施,同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形预测,以控制施工速度和改进施工方法。
应合理安排沉桩的顺序,控制沉桩速度是降低挤土效应,防止出现事故的主要措施。
沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩,在场地空旷的条件下,宜采取先中央后周,由里及外的顺序沉桩。
每天的沉桩数量不宜过多,使挤土引起的孔隙水
压力有足够的时间消散,可以有效地减少挤土效应。
3.4质量检验
本工程抽取成桩进行了竖向静载荷试验,结果证明单桩竖向极限承载力均达到要求,并对部分桩进行了低应变试验,检测结果表明桩身结构完整,波速正常。
4对预应力混凝土管桩的几点认识
1)单桩承载力高,单位承载力价格便宜。
2)设计选用范围广,容易布桩。
3)对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。
4)运输吊装轻便。
5)施工前期准备时间短。
6)施工速度快,工期短。
7)成桩质量监测方便。
参考文献:
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