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近年来 ,预应力混凝土管桩在天津作为一种较新型的基础形式已被大家所接受 ,这是因为预应力混凝土管桩有工程造价较便宜、单桩承载力高、质量较可靠、长度易调整、施工速度快、监理方便、检测时间短、现场清洁等优点。但是 ,若对管桩的应用条件认识不清 ,对使用方法掌握不当 也会发生工程质量问题。下面就设计预应力混凝土管桩规范及桩基础设计时应注意的问题谈一些看法。
首先,应了解管桩的应用条件,天津地标《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2010 明确了管桩的适用范围,设计方法,构造措施等;同时对桩基的制作、施工、质量检验都有明确的规定,进行桩基础设计时应以此为总纲,按照规范要求设计;国标《先张法预应力混凝土管桩》 (GB13476 - 2009)对混凝土管桩的质量要求已有规定;10G409《预应力混凝土管桩图集》、10G306《先张法预应力离心管混凝土管桩图集》都对管桩的制作及施工及构造措施有明确要求,管桩制作时应按此图集严格制作、施工。
随着管桩基础的广泛应用,在工程设计和施工中的一些问题也日益显现,本文将对这些问题进行探讨,希望能抛砖引玉,引起更多专业人员的关注,深入研究,为预应力管桩的应用提供帮助。
1.管桩虽然有很多优点,施工便利,但是还是有一定的适用范围的。场地土较好的情况下,有地下室房屋可以用到18层(不超过55m),无地下室房屋可以用到9层(不超过30m);如果场地软土厚度超过5m,房屋层数会急剧减少,有地下室房屋只能用到12层(不超过40m),无地下室房屋只能用到3层(不超过10m);新版规范天津地标《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2010第3.1.1条详细明确了管桩的适用范围,对其的使用范围更加明确,更加严格了,较前版规范适用范围缩小了;就目前天津市的现状统计,预应力混凝土管桩一般多用于单层及多层工业厂房,尤其以单层门式钢架厂房为主;多层办公楼,商场,厂房等框架结构也大部分采用预应力混凝土管桩;因天津多层住宅逐渐淡出房地产,顾多采用预应力混凝土管桩的多层砖混及底框砖混结构相对较少。
2.根据经验及设计参数选择桩长桩径:一般常用桩径为Ф400、Ф500兩种桩径,Ф300管桩由于不能用于大跨度公建、厂房及四层以上民用建筑,故极少采用;Ф600管桩也很少采用。在天津地区,基础埋深一般在-1.8m~-2.1m之间,管桩桩长一般在17~21m之间,持力层一般选在17m处的粉质粘土层,需要较大承载力时可选在19~20m处的粉砂层,但此时应注意,管桩需穿过第一持力层,沉桩较困难,设计时应提醒施工单位注意采用合理的施工机具及方案施工,避免出现打不下去的情况。
3.合理设计灌芯长度:砼灌芯有两个作用,其一用于与承台连接的插筋的锚固;其二主要是改善桩的受力状态,加强桩身的抗剪抗弯承载力;桩顶灌芯深度,一般情况下为(6~8)倍桩径并不小于3.5米;对于同时承受水平作用的桩(8~10)倍桩径并不小于4.5米;同时还应注意桩周有液化图层时,桩顶灌芯长度应穿透液化土层且超过液化土层深度大于1米,据以往设计经验,遇到软弱土层时,也按此灌芯;抗拔桩的灌芯深度除需满足以上要求外还应该按计算设计。
4.预应力混凝土管桩在高烈度地区限制使用:考虑到地震荷载作用下桩侧土体发生震动液化,将使得桩水平抗力有损失甚至完全消失,需加强高烈度地区桩基的要求,抗震设防烈度为8度地区的管桩桩基应采用高强预应力混凝土管桩(PHC桩),厚层软弱土地区抗震设防烈度为8度时不宜采用预应力管桩。
5.加强管桩与承台的连接构造:一般采用端头板焊接6~8根Ф16~22钢筋,锚入承台长度不小于35倍钢筋直径;当截桩或有抗拔要求时 则采用灌芯插筋的方法,钢筋锚固与灌芯混凝土的长度一般同灌芯深度,灌芯混凝土应灌注饱满,混凝土强度等级不应低于C30,一般都掺入适量的微膨胀剂加强混凝土与管桩内壁的连结强度。
6.承台周围为软弱土或可液化土层时,应对承台周围四周进行加固处理;大量的工程实践经验证明,承台底面与侧面的抗力是抵抗水平地震力的有效部分,对于底面面积、侧面面积及埋深较大的承台,提高承台底面与侧面土体的密实度和强度,其抵抗水平力的效果往往比单纯加大桩身抗侧移刚度更为显著。实际工程中可以采用对承台外围土体进行换填与压实、在承台外围打设复合地基等措施提高管桩基础的水平抗震承载力。
7.天津地区的预应力混凝土管桩均为端承摩擦桩,沉桩施工时应以桩顶标高和贯入度两个指标双控,对贯入度异常及不能到设计标高的桩,应结合地质勘察报告及桩基施工资料,分析原因,采取相应措施,会同勘察单位一并研究,必要时应对局部进行补充勘察。
以上是对天津地区预应力混凝土管桩桩基础设计中应注意的一些问题谈了自己的一点看法,希望能抛砖引玉,引起更多相关专业人员的关注,深入研究,为预应力管桩的在天津地区的推广应用提供帮助。
首先,应了解管桩的应用条件,天津地标《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2010 明确了管桩的适用范围,设计方法,构造措施等;同时对桩基的制作、施工、质量检验都有明确的规定,进行桩基础设计时应以此为总纲,按照规范要求设计;国标《先张法预应力混凝土管桩》 (GB13476 - 2009)对混凝土管桩的质量要求已有规定;10G409《预应力混凝土管桩图集》、10G306《先张法预应力离心管混凝土管桩图集》都对管桩的制作及施工及构造措施有明确要求,管桩制作时应按此图集严格制作、施工。
随着管桩基础的广泛应用,在工程设计和施工中的一些问题也日益显现,本文将对这些问题进行探讨,希望能抛砖引玉,引起更多专业人员的关注,深入研究,为预应力管桩的应用提供帮助。
1.管桩虽然有很多优点,施工便利,但是还是有一定的适用范围的。场地土较好的情况下,有地下室房屋可以用到18层(不超过55m),无地下室房屋可以用到9层(不超过30m);如果场地软土厚度超过5m,房屋层数会急剧减少,有地下室房屋只能用到12层(不超过40m),无地下室房屋只能用到3层(不超过10m);新版规范天津地标《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2010第3.1.1条详细明确了管桩的适用范围,对其的使用范围更加明确,更加严格了,较前版规范适用范围缩小了;就目前天津市的现状统计,预应力混凝土管桩一般多用于单层及多层工业厂房,尤其以单层门式钢架厂房为主;多层办公楼,商场,厂房等框架结构也大部分采用预应力混凝土管桩;因天津多层住宅逐渐淡出房地产,顾多采用预应力混凝土管桩的多层砖混及底框砖混结构相对较少。
2.根据经验及设计参数选择桩长桩径:一般常用桩径为Ф400、Ф500兩种桩径,Ф300管桩由于不能用于大跨度公建、厂房及四层以上民用建筑,故极少采用;Ф600管桩也很少采用。在天津地区,基础埋深一般在-1.8m~-2.1m之间,管桩桩长一般在17~21m之间,持力层一般选在17m处的粉质粘土层,需要较大承载力时可选在19~20m处的粉砂层,但此时应注意,管桩需穿过第一持力层,沉桩较困难,设计时应提醒施工单位注意采用合理的施工机具及方案施工,避免出现打不下去的情况。
3.合理设计灌芯长度:砼灌芯有两个作用,其一用于与承台连接的插筋的锚固;其二主要是改善桩的受力状态,加强桩身的抗剪抗弯承载力;桩顶灌芯深度,一般情况下为(6~8)倍桩径并不小于3.5米;对于同时承受水平作用的桩(8~10)倍桩径并不小于4.5米;同时还应注意桩周有液化图层时,桩顶灌芯长度应穿透液化土层且超过液化土层深度大于1米,据以往设计经验,遇到软弱土层时,也按此灌芯;抗拔桩的灌芯深度除需满足以上要求外还应该按计算设计。
4.预应力混凝土管桩在高烈度地区限制使用:考虑到地震荷载作用下桩侧土体发生震动液化,将使得桩水平抗力有损失甚至完全消失,需加强高烈度地区桩基的要求,抗震设防烈度为8度地区的管桩桩基应采用高强预应力混凝土管桩(PHC桩),厚层软弱土地区抗震设防烈度为8度时不宜采用预应力管桩。
5.加强管桩与承台的连接构造:一般采用端头板焊接6~8根Ф16~22钢筋,锚入承台长度不小于35倍钢筋直径;当截桩或有抗拔要求时 则采用灌芯插筋的方法,钢筋锚固与灌芯混凝土的长度一般同灌芯深度,灌芯混凝土应灌注饱满,混凝土强度等级不应低于C30,一般都掺入适量的微膨胀剂加强混凝土与管桩内壁的连结强度。
6.承台周围为软弱土或可液化土层时,应对承台周围四周进行加固处理;大量的工程实践经验证明,承台底面与侧面的抗力是抵抗水平地震力的有效部分,对于底面面积、侧面面积及埋深较大的承台,提高承台底面与侧面土体的密实度和强度,其抵抗水平力的效果往往比单纯加大桩身抗侧移刚度更为显著。实际工程中可以采用对承台外围土体进行换填与压实、在承台外围打设复合地基等措施提高管桩基础的水平抗震承载力。
7.天津地区的预应力混凝土管桩均为端承摩擦桩,沉桩施工时应以桩顶标高和贯入度两个指标双控,对贯入度异常及不能到设计标高的桩,应结合地质勘察报告及桩基施工资料,分析原因,采取相应措施,会同勘察单位一并研究,必要时应对局部进行补充勘察。
以上是对天津地区预应力混凝土管桩桩基础设计中应注意的一些问题谈了自己的一点看法,希望能抛砖引玉,引起更多相关专业人员的关注,深入研究,为预应力管桩的在天津地区的推广应用提供帮助。