先张法预应力混凝土管桩技术参数详解.pdf

2010年第2期
凝土ヴ水泥制品
2010No2
4月
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
April
先张法预应力混凝土管桩技术参数详解
汪加蔚,诸宝麟2
(1.中国铁道科学研究院铁建所,北京100081:2.浙江省水混制品协会)
摘要:对先张法预应力混凝土管桩在设计、牛.产、施工中沙及的有关技术参数,如管桩竖向承载力特征值、设计值,标往值
极限承载力),管栟的抗裂弯矩、极限弯矩,管栟沉桩能工压力等作了较为洋细阐述,并分别说明这些参数值的计算公式,论述了
有关参数之间的相工共系。希对从事暫柱及管桩基础设计、施工和管桩生产的技术、管理人员有所帮助。
关績词:桩;单桩竖向载力特征值利设计值;単桩向极限示载力;单桩抗拔承裁力;抗裂弯矩利极限弯矩;沉桩压力
中图分类号:TU525文献标识码:A文章编号:1000-46372010)01-32-04
0前言
=1.35Q2≤R,=?A
先张法预应力混凝土管桩(以下简称:管栟)承载式中,Q一从承台传至桩基的永久荷载效应基本组合
力包括两方面要求。一方面由桩一土体系所决定,当桩的设计值
受到荷载外力要产生移动变形时,桩周土对桩要产生
の一从承台传至柱基的荷载效应标准组合值;
側阻力,桩底土(或岩层)对桩要产生端阻力,有时还要
R,一结构构件抗力的设计值,管粧桩身结构
受到水平力,以保证柱的移动变形保持在允许的限度竖向承载力设计值;
内;另一方面是由管桩自身结构强度决定,即管桩在荷
一混凝土轴心抗压强度设计值,按现行
載外力作用下,在沉桩过程中,管桩作为一个预应力混GB50010-2002《混凝土结构设计规范》取值
凝士结构构件,栟身(包括接头)不应产生开裂破坏。以
A一箐桩桩身横懴面面积
下对管桩在没计、生产、施工中涉及到的有关技术参数
一工作条件系数,取ψ=0.7
予以阐述
而管桩在桩一土体系承载力的计算中,其表达式
单桩竖向承载力特征值R。和设计值配
为
根据GB50007-2002《建筑地基基础设计规范
Qk≤Ra
8.5.5条和DB331001-2003《建筑地基基础设计规范》式中,Q一从承台传至桩基的荷载效应标准组合值
9.2.3条,对地基基础设计等级为“甲”、“乙”级建筑物,
R。一单栟竖向承载力特征值
单桩竖向承载力应通过单椪竖向静载荷试验确定。对
在进行桩基设计时,所采用的荷载作用效应组合
地基基础设计等级为“丙”级建筑物,可采用静力触探与相应的抗力有这样的规定,即:在确定桩数和布桩
及贯标试验参数确定。初步设计时单桩竖向承载力特时,应采用传至承合的荷载效应标准组合值,相应的抗
征值按下式估算
力应采用基桩或复合基柱承载力特征值(由桩一土体系
决定),即Q≤R。
式中,R。一单桩竖向承载力特征值
在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时,应
ga、ga桩端阻力、粧侧阻力特征值,由当地静采用传至承台的荷载效应基本组合值,相应的抗力采
荷载试验结果统计分析算得
用由桩身结构强度次定的承载力设计值,即Q≤R。
一桩身周长
前面已述,在桩基荷载计算中,对由永久荷载效应
l2ー第腰岩土的厚度;
控制的基本组合值,可简化为荷载效应的标准组合值
A一底端横截面面积(桩尖水平投影面积)。
二者关系为:2=1.35Qk,由此可得,由管粧结构强度决
因在桩基荷载计算中,对由水久荷载效应控制的定的桩身竖向承载力设计值与由桩一土体系所决定的
基本组合,也可采用简化规则,根据GB5(007-2002《建管桩单桩承载力特征值的关系为
筑地基某础设计规范》3.0.5条和中国建筑标准设计研
R,=1.35R。或R≤R/1.35
究所出版的03SC409《预应力混凝七管桩》图集说明
当崤定管桩单桩承载力特征值时,可根据上式求
6.2.5条和6.2.6条,永久荷载效应基本组合的设讨值Q得管桩必须具有的桩身竖向承载力设计值,从而确定
按下式确定
管桩混凝土强度、桩身截闻积(外径、壁厚)及配筋等。
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汪加蔚,诸宝麟
先张法顶应力混凝土管桩技术参数详解
2单桩竖向极限承载力k
竖向抗拔极限承载力(标雅值)Q,再除以安全系数
单桩竖向极限承載力亦称单桩竖向极限承载力标2,得到单桩抗拔极限承载力特征值R"a,再乘以1.35,
准值Q,是单桩在竖向荷載作用下到达破坏状态前或即为単桩竖向抗拔承载力设计值R'。
出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。桩
根据DB33/1016-2004《先张法预应力涊凝土管桩
周地基土(包括桩的四周和桩端的地基土)对柱的支承基技术规程》5.2.9条,管桩竖向抗拔承载力(却管桩
是构成单桩承载力的主要因素,当桩周地基土不能承轴心受抗承载力)设计值尚应满足下式要求:
受过大荷载而破坏时,桩身使急剧下沉。出现桩周土破
坏的前提条件是桩身结构强度必须足以传递足够大的式中:R'P一相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗
轴压力,如果桩身结构强度不足,则桩身必须先于地基拔承载力设计值;
土破坏,此时桩身可能发生折断或压曲破坏。根据
os一管椪截面混凝士有效预乐应力
JCJ94-2008《建筑桩基技术规范53条规定,单桩竖向
4一管桩桩身横截面面积。
极限承载力Qk应根据设计等级要求,分別采用单桩
由上式可看出,管上拔时,截面受拉伸,混凝土
竖向抗压静载试验、静力触探、经验参数等确定。
预压应力減小,直至降为0,此时达到轴心受拉承载力
単桩竖向抗压静载试驗的试验方法及单桩竖向极设计值,剩下未达到的混凝土抗拉强度部分作为承载
限承载力标准值的确定可参见CB50007-2002建筑地力安全储备
基基础设计规范》附录Q
当管桩有接桩时,其端板接头的焊缝强度还应满
又根据JGJ94-2008《建筑桩棊技术规范》5.22条足下式要求
可知,单桩竖向极限承载力标准值Qk除以安全系数
R'p≤L。hf"/12
为单桩竖向承载力特征值R。,即
式中,lー焊缝长度,L=m(d+d2)2(d1为焊缝外径
R。=Qょ/2
通常取d=d-2,d2为焊缝内径,通常取d=d-2x12,d为
3单桩抗拨承載力特征值R。、设计值R,与标准值管桩外径)
h。一焊缝计算厚度,h。0.75(S为焊缝坡口根
对于自重较轻而水平荷载乂较大的高耸建筑物,部至焊缝表面的最短距离,通常取12mm);
或地ド室承受地下水的浮力作用而自重不足时,以及
fw一焊缝抗强度设计值,取170Nfmm3
将管桩作为错桩用时,桩基均可能承受上拔荷载
另由我们在编制浙汇省工程建设标准《先张法预
根据DB331001-2003《建筑地基基础设计规范》应力混凝土管桩基础技术规程》时所做的“预应力泥凝
9.2.7条和DB3/1016-2004《先张法预应力混凝土管桩土管桩结构抗拉强度的试验研究”得知,管桩轴心抗拉
基础技术规程5.2.8条,对地基基础设计等级为“甲”、极限承载力(标准值)可按下式进行验算
“乙”级建筑物,其单栟抗拔承载力特征值应通过现场
Q'成≤0.9./'A
单桩竖向抗拔静载荷试验确定,试验方法应符合DB33式中,Q一单桩竖向抗拔极限承载力(标准值);
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