试论预应力管桩建筑桩基技术在工业与民用建筑中应用

 

论文摘要预应力管桩，为现代化城市建设提供了坚实基础，为福建省漳州市建筑桩基技术的发展做出了贡献。本文介绍了福建省明欣集团有限公司经过多年研发生产的产品——预应力管桩建筑桩基技术在工业和民用建筑中的实际应用。

 

福建明欣集团下属的新明欣管桩有限公司成立于2002年12月20日，是生产预应力高强度C80混凝土管桩（PHC）的专业公司，为混凝土预制构件专业承包二级资质企业，有多年生产预制构件制品的经验公司配有砼建筑构件专业厂二级实验室，产品质量严格执行国家标准有关规范要求，并于2003年7月通过IS09001:2000国际质量管理体系认证。2006年8月11日成立福建省明欣集团有限公司，厂区位于龙文区郭坑工业区，生产车间建筑面积达48500平方米，引过目前国内最先进的技术工艺设备，设立水泥预制品管桩四条生产线、车间配套，石料场两条线，磨细沙车间两条线、减水剂车间等，年产500迈出米PHC管桩，形成较大的生产规模。

 

公司自成立以来，致力于发展支柱产品——预应力管桩，为现代化城市建设提供坚实基础，为漳州市建筑桩基技术发展做出了贡献。

 

现就预应力管桩做一简单介绍。

 

预应力混凝土管桩（以下简称“预应力管桩或管桩”）可分为后张预应力管桩和先张法预应力管桩。

 

先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

 

管桩分类：（1）按外型（壁厚）可分为先张法预应力混凝土管桩（PHC.PC）和先张法预应力混凝土薄壁管桩(PTC)。（2）按混凝土强度等级可分为预应力混凝土管桩（PC）和预应力高强混凝土管桩（PHC）。（3）按抗弯性能或混凝土有效预压应力可分为A、AB、B、C型。

 

PC桩和PTC桩蒸汽养护一般不经蒸压蒸汽养护，也要经过28天才能施打。而PHC桩脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压蒸养缓期时间后就出的蒸压釜后，混凝土强度等级达C80可以直接运到工地施工。

 

闽南地区使用管桩按外径分为300毫米、400毫米、500毫米、600毫米、800毫米、1000毫米等规格，实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主。公司以生产直径300毫米-1200毫米管桩，目前产量最大以400毫米、500毫米外径为主，大直径管桩是目前全省最大直径生产管桩唯一企业，主要以φ600、φ800、φ1000的规格，管桩全是工厂化生产，常用节长8-12米，98年上海三航局预制厂为适应深水港码头建设的需要，生产节长30米的管桩，还根据设计或业主使用的要求，少量生产4-7米的短节桩和12米以上长桩。

 

管桩按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型、B型和C型桩4种。使用数多为A型，A型桩的有效预应力约为4.0N/mm2,AB型为6.0N/mm2,B型约为8.0N/mm2,C型为10.0N/mm2,打桩时桩身混凝土可有效地抵抗仃桩拉应力，所以，对于一般建设工程,选用我国规定的A或AB型的管桩就可以。

 

每节管桩都有出厂标记，表示在管桩表面距端头1.0米左右的地方。标记示例：生产厂家、产牌、生产日期、外径、壁厚、长度型号预应力高强混凝土管桩的标记为：比例简写PHC-A600-110。

 

管桩的接头，过去个别厂的产品采用法兰盘螺栓联结，现在几乎全部采用端头板电焊联结法。端头板是管桩顶端的一块圆环形铁板，厚度一般为18-22毫米，端板外缘沿圆周留有坡口，管桩对接后坡口变成U型，烧焊时将管桩周边∩型坡口填满即可。

 

预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖（靴）。管桩桩尖（靴）形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。十字型和圆锥型也称闭口型。上海地区采用开口型桩尖（靴）比较多，福建、广东及港澳地区，采用十字型桩尖（靴）较多，开口型桩尖（靴）沉入土层中后桩身下部约有1/3桩长的内腔被土体塞住，学桩时发生的挤土作用比封口型桩尖（靴）要小一些。但封口型桩尖沉入土层中，桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然，因此，可用目测法检查成桩的桩身质量，并用直接量测法复测沉桩长度。桩尖规格不符合设计要求，也会造成工程质量事故，所以国家标准《预应力混凝土管桩》C03SG409对常用桩尖规格做出了规定。

 

管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000-6000KN，可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。

 

目前我们房屋的工业与民用建筑的桩基础，常用的一般为先张法工艺制作的预应力高强混凝土管桩（即PHC桩）和预应力混凝土管桩(即PC桩)这两类桩适用于非抗震和抗震烈度6度和7度的地区。PHC桩和PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯能分为A型、AB型、B型和C型桩4种。PHC桩一般桩径有300毫米、400毫米、500毫米、600毫米、800毫米、1000毫米，PC桩一般桩径有300毫米、400毫米、500毫米、550毫米、600毫米是薄壁管桩。目前福建地区用于管桩水泥宜42.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，常用PHC管桩型号A、AB型两种施工现场较多。当管桩用于摩擦型桩时桩长径比不宜大于100；用于端承型桩的长径比不宜大于80。

 

大家主要关心的A桩和AB桩的区别，简单说就是钢筋用量不一样。例如：外径300mm桩，壁厚70mm单节桩长11米以内要求A桩钢筋6φ7.1而AB桩为6φ9.0,可见AB桩的配筋量比较大；同样情况下B桩为8φ9.1,C桩8φ10.7，可见钢筋设计不一样，显然用量越大，结构越安全。实际设计必须参照地质资料和上部荷载确定桩的类型和设计桩长。

 

参考文献：《建筑地基基础设计规范》、《先张法预应力混凝土管桩》、《预应力混凝土管桩》等