2021年預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用與發(fā)展完整版PPT課件(154頁P(yáng)PT)

1、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用與發(fā)展第1頁，共154頁。優(yōu)選預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用與開展第2頁，共154頁。內(nèi)容提要混凝土管樁的歷史與開展管樁施工工法介紹管樁生產(chǎn)設(shè)計(jì)施工中存在的問題與解決思路新型管樁的研發(fā)與應(yīng)用展望結(jié)論與建議第3頁，共154頁。一、管樁的歷史與開展第4頁，共154頁。1894年 Hennebigue發(fā)明了預(yù)制混凝土樁，至今已百年歷史。1920年澳大利亞人W.R.Hume 發(fā)明混凝土離心法生產(chǎn)工藝1925年日本引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，于1934年研制離心砼樁（RC樁）1962年日本開發(fā)了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC樁）19671970年日本開發(fā)出預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC樁） 國外發(fā)展概況第5頁，共15

2、4頁。 日本、美國、加拿大、英國、荷蘭、德國、俄羅斯等國是研制、生產(chǎn)使用管樁較多的國家，國外混凝土管樁除廣泛用于工業(yè)與民用建筑外，還大量應(yīng)用于鐵路、公路、港口、橋梁、水利工程等領(lǐng)域。日本是混凝土管樁應(yīng)用最多、發(fā)展較快、使用面最大的西方發(fā)達(dá)國家。 為了提高管樁的承載力力，日本發(fā)明出了“竹節(jié)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（簡稱AG樁）”，“擴(kuò)底樁（Step Taper Piles簡稱ST樁）”，類似于我國的現(xiàn)場灌注的DX樁、擴(kuò)底樁。 第6頁，共154頁。 （引自：王重）日本鋼管混凝土管樁ACCS 樁，樁水平承載力大為提高第7頁，共154頁。（引自：王重） 日本研發(fā)出擴(kuò)端預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，以提高樁端承載力第

3、8頁，共154頁。（引自：王重） 日本研制的變節(jié)AG樁，用于提高樁側(cè)阻力第9頁，共154頁。馬來西亞近年開展很快，生產(chǎn)管樁最大規(guī)格直徑為1200mm，單節(jié)長度達(dá)46m，正在研發(fā)52m.第10頁，共154頁。 預(yù)制混凝土管樁因其生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)、工業(yè)化程度高、質(zhì)量穩(wěn)定、施工周期短等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，在國內(nèi)得到較快的應(yīng)用與發(fā)展，已成為基礎(chǔ)工程的重要樁基形式。 國內(nèi)管樁發(fā)展?fàn)顩r第11頁，共154頁。我國1944年開始生產(chǎn)鋼筋砼離心管樁（RC樁）；1969年豐臺橋梁廠開發(fā)生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC樁）；1981年香港由日本人設(shè)廠生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁（大同樁）；1984年廣東建立第一家預(yù)應(yīng)力管樁的生產(chǎn)廠；198

4、8年原交通部三航局全套引進(jìn)日本設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)PHC樁；1990年廣東南方和鴻運(yùn)管樁廠部分引進(jìn)日本設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)PHC樁。第12頁，共154頁。我國于 1992年頒布國家標(biāo)準(zhǔn)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管 樁GB13476-92； 1999年修訂成GB13476-1999 2010年修訂成GB13476-2009 于 1994年編制出版預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖集 2003年版標(biāo)準(zhǔn)圖集預(yù)應(yīng)力混凝土管樁2010年修訂版標(biāo)準(zhǔn)圖集預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 第13頁，共154頁。1998年廣東省標(biāo)準(zhǔn)?預(yù)應(yīng)力混凝土管樁根底技術(shù)規(guī)程?DBJ/T15-22-98 /2021修訂版；編制完成廣東省標(biāo)準(zhǔn)?靜壓預(yù)制樁根底技術(shù)規(guī)程?浙江、遼

5、寧、吉林、廣西、福建、湖北、云南、河南、四川、安徽、山東、陜西、天津、江蘇等省也編制了相應(yīng)規(guī)程范。第14頁，共154頁。河北省建筑科學(xué)研究院會同有關(guān)單位編制的?預(yù)應(yīng)力混凝土管樁根底技術(shù)規(guī)程?DB13(J)/T1052021自2021年4月日起施行。第15頁，共154頁。 近來，我國管樁技術(shù)得到快速發(fā)展，其主要技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾方面： 1）產(chǎn)品與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系得到完善、生產(chǎn)設(shè)備、材料及配套技術(shù)基本成熟 2）磨細(xì)礦物摻和料在管樁得到較好應(yīng)用 這一技術(shù)的開發(fā)首先在廣東地區(qū)，羊城管樁廠、原上海建材學(xué)院等單位做了大量工作。不僅可替代30%左右的水泥，且改善了預(yù)拌混凝土的工作性和提高混凝土耐久性及后期強(qiáng)度

6、。在降低生產(chǎn)成本的同時對節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境有重要意義。第16頁，共154頁。3）大直徑管樁得到開發(fā)應(yīng)用 隨著港口工程、船用構(gòu)筑物、橋梁工程的發(fā)展需要，大直徑、超長管樁的需要量日益突出。 交通部三航局對引進(jìn)技術(shù)消化、吸收和進(jìn)行攻關(guān)，1998年開發(fā)了直徑1200mm，單節(jié)長度最長為30m的長管樁，管樁采用離心、振動和輥壓三種復(fù)合工藝（CENVIRO）成型，并經(jīng)蒸養(yǎng)、水養(yǎng)后，拼接張拉、灌漿自錨的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特點(diǎn)是高密度、低水灰比，高強(qiáng)度、低滲透性。 目前又開發(fā)了長55m的PHC樁，可滿足一般水工工程對整節(jié)樁的需要。在鋼模、離心設(shè)備設(shè)計(jì)、保證鋼模起吊直線度、防止蒸壓釜變形及自動控制等關(guān)鍵技術(shù)方

7、面均有自主創(chuàng)新。第17頁，共154頁。大直徑長管樁第18頁，共154頁。4）鋼纖維混凝土管樁得到研發(fā)利用 管樁用的高強(qiáng)混凝土雖具有強(qiáng)度高、承載力大等特點(diǎn)，但同時存在混凝土脆性大、韌性延性差、抗拉強(qiáng)度低等問題，目前我國沉樁方法主要為打入法沉樁（柴油錘擊、液壓錘擊、自由落體錘擊）和靜壓法沉樁（頂壓法、抱壓法），這兩種施工方法，會在沉樁過程中對樁身造成不同程度的損壞。錘擊數(shù)過高會使樁身產(chǎn)生微細(xì)裂縫，降低樁基使用年限。采用鋼纖維增強(qiáng)混凝土制作的管樁，能有效地改善混凝土的上述力學(xué)性能，大大地提高PHC管樁的抗沖擊能力。有關(guān)試驗(yàn)表明，鋼纖維混凝土管樁的抗裂性能和抗彎性能比一般PHC管樁提高30%以上。鋼纖

8、維混凝土不僅能提高混凝土強(qiáng)度且能阻止混凝土裂縫及延展的時間，克服因應(yīng)力集中的過早開裂，可使樁身具有良好的韌性和延性。第19頁，共154頁。5）新型管樁產(chǎn)品得到開發(fā)應(yīng)用 隨著日益擴(kuò)大的建筑市場需要，管樁的生產(chǎn)設(shè)計(jì)不斷更新，涌現(xiàn)了大批新型產(chǎn)品，可適應(yīng)不同類型基礎(chǔ)的施工。針對PHC管樁弱點(diǎn)，開發(fā)了“先張法”鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（SPHC管樁），帶肋PHC樁等，他們的共同特點(diǎn)是保持原有PHC樁豎向承載力高的特點(diǎn)，通過改變管樁配筋及斷面形狀，改善管樁延性提高管樁截面抗彎承載力。第20頁，共154頁。（引自：浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院方鵬飛） 國內(nèi)開發(fā)的帶橫隔管樁，提高抗彎能力、延性第21頁，共154頁。中交

9、三航局寧波分公司研制的先張法鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（簡稱SPHC樁） 第22頁，共154頁。二、管樁施工工法介紹第23頁，共154頁。 管樁施工方法簡介錘擊法：柴油錘、液壓錘靜壓法：抱壓式液壓壓樁機(jī)、頂壓式液壓壓樁機(jī)、 抱壓頂壓聯(lián)合式液壓壓樁機(jī)、 抱壓振動聯(lián)合式液壓壓樁機(jī) 引孔打壓法 鉆孔植樁法 中掘法直徑600第24頁，共154頁。中交三航局寧波分公司研制的先張法鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（簡稱SPHC樁）錘擊管樁施工應(yīng)注意問題PRC-600樁1894年 Hennebigue發(fā)明了預(yù)制混凝土樁，至今已百年歷史。4Ra 復(fù)壓23次PRC- 600*1810.新型混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁試件設(shè)計(jì)PRC-6

10、00B1107型樁的荷載-撓度曲線圖或者用二氧化碳保護(hù)焊自動焊接，也不得少于兩道，速度不要太快，焊縫應(yīng)飽滿?；旌吓浣铑A(yù)應(yīng)力管樁PRC樁與鉆孔灌注樁在基坑支護(hù)上應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性比照中掘法直徑600PRC- 500*1410.PRC- 500*1610.8m L15m時， Pze=2.管樁打入或壓入是擠土樁，樁側(cè)阻力特征值要比鉆(挖)孔樁、沉管灌注樁大一些，一般取標(biāo)準(zhǔn)中的上限值，最高可達(dá)100KPa。PRC-500B1001990年廣東南方和鴻運(yùn)管樁廠部分引進(jìn)日本設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)PHC樁。采用組合阻滑樁，以節(jié)約投資！交通部三航局對引進(jìn)技術(shù)消化、吸收和進(jìn)行攻關(guān)，1998年開發(fā)了直徑1200mm，單節(jié)長度最

11、長為30m的長管樁，管樁采用離心、振動和輥壓三種復(fù)合工藝（CENVIRO）成型，并經(jīng)蒸養(yǎng)、水養(yǎng)后，拼接張拉、灌漿自錨的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特點(diǎn)是高密度、低水灰比，高強(qiáng)度、低滲透性。交通部三航局對引進(jìn)技術(shù)消化、吸收和進(jìn)行攻關(guān)，1998年開發(fā)了直徑1200mm，單節(jié)長度最長為30m的長管樁，管樁采用離心、振動和輥壓三種復(fù)合工藝（CENVIRO）成型，并經(jīng)蒸養(yǎng)、水養(yǎng)后，拼接張拉、灌漿自錨的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特點(diǎn)是高密度、低水灰比，高強(qiáng)度、低滲透性。15m 23m時， Pze= 2.0Ra 復(fù)壓12次 15m L23m時，Pze=2.02.4Ra 復(fù)壓23次 8m 23m時， Pz=1.61.8Ra

12、第66頁，共154頁。靜壓樁終壓力值與復(fù)壓次數(shù)終壓力值決定靜壓樁的實(shí)際承載力特別是當(dāng)樁較短時L8m要到達(dá)常規(guī)設(shè)計(jì)承載力，通常的思路： 一是提高終壓力值； 二是增加復(fù)壓次數(shù)。 第67頁，共154頁。 關(guān)于提高終壓力值的問題 受樁身允許抱壓壓樁力的限制，終壓力不能任意提高。用同樣的壓樁力壓短樁時，達(dá)不到長樁所能到達(dá)的承載力，因此，只有降低短樁的設(shè)計(jì)承載力。第68頁，共154頁。 關(guān)于增加復(fù)壓次數(shù)問題 大量的工程實(shí)踐說明：復(fù)壓次數(shù)太多，對管樁根底承載力的提高并不太明顯，但對壓樁機(jī)和樁身損害太大，得不償失。所以不提倡屢次滿載連續(xù)復(fù)壓法，而是提倡超載施壓法，一般復(fù)壓13次，個別短樁35次。但超載施壓的壓

13、樁力也不能大于樁身允許抱壓力的1.1倍。 第69頁，共154頁。關(guān)于管樁接頭的問題1電焊接頭手工電焊、二氧化碳保護(hù)焊優(yōu)點(diǎn)：制作簡單，價格廉價。缺點(diǎn)：樁身混凝土燒傷，風(fēng)雨、寒凍天無法施工，焊接質(zhì)量不易保證。2機(jī)械嚙合快速接頭優(yōu)點(diǎn)：施工速度快，施工不受天氣限制。缺點(diǎn)：價格略高。第70頁，共154頁。 電焊焊接層數(shù)兩層三道，焊縫外表呈連續(xù)魚鱗狀?；蛘哂枚趸急Ｗo(hù)焊自動焊接，也不得少于兩道，速度不要太快，焊縫應(yīng)飽滿。 電焊接頭示意第71頁，共154頁。 機(jī)械嚙合接頭第72頁，共154頁。第73頁，共154頁。關(guān)于樁尖的問題常用：十字型、圓錐型、開口型建議：直徑不大于600的管樁一般情況下均應(yīng)采用十字

14、型樁尖。理由：充分發(fā)揮管樁樁身空心的特色，成樁后，可用目測或燈光照射對樁身質(zhì)量進(jìn)展檢測，并可直接測量樁的入土深度。第74頁，共154頁。 標(biāo)準(zhǔn)十字型樁頭 第75頁，共154頁。平底十字型鋼樁尖 第76頁，共154頁。尖底式十字型鋼樁尖第77頁，共154頁。 鋸齒十字型鋼樁尖 第78頁，共154頁。方錐型鋼樁尖 第79頁，共154頁。六棱錐鋼樁尖 第80頁，共154頁。H型鋼樁尖 第81頁，共154頁。開口型鋼樁尖 第82頁，共154頁。 套筒式送樁器大樣第83頁，共154頁。插銷式送樁器第84頁，共154頁。三、預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)設(shè)計(jì)施工中存在問題與解決的思路第85頁，共154頁。 預(yù)應(yīng)力混凝土管

15、樁的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)靈活，可用于樁基、也可用于復(fù)合地基、工程造價低；樁身耐打穿透力強(qiáng)，對持力層起伏大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)；吊裝運(yùn)輸方便、接樁快捷可靠、施工速度快，工期短；施工現(xiàn)場整潔、文明； 監(jiān)理檢測方便、成樁質(zhì)量相對可靠；靜壓、中掘法施工的低振動、低噪音。第86頁，共154頁。錘擊管樁側(cè)阻力及端阻力修正系數(shù)選自王離土（巖）的類別樁側(cè)阻力修正系數(shù)值s樁端阻力修正系數(shù)值p粘 性 土0.951.051.201.30粉土、粉砂0.951.051.151.30礫砂、角砂、圓砂、碎石、卵石0.901.000.901.00花崗巖殘積土0.800.901.051.25強(qiáng)風(fēng)化巖1.001.101.101.35第87頁，

16、共154頁。 管樁打入或壓入是擠土樁，樁側(cè)阻力特征值要比鉆(挖)孔樁、沉管灌注樁大一些，一般取標(biāo)準(zhǔn)中的上限值，最高可達(dá)100KPa。 管樁耐打，樁尖可進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層或密實(shí)的卵石層、砂層，經(jīng)過劇烈的擠壓，樁尖附近強(qiáng)風(fēng)化巖卵石層、砂層的樁端阻力特征值提高到5000KPa10000KPa，甚至更高，比一般標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)提高50%100%。第88頁，共154頁。常用管樁的規(guī)格及樁身承載力一覽表外徑（mm）壁厚（mm）砼強(qiáng)度等 級承載力特征值kN節(jié) 長（m）30065-70C80600-9005-11 40090-95C80900-16005-12 500100C801800-23005-15125C8

17、02000-27005-15 550100C801800-25005-15120C802000-28005-15 600105C802200-30006-15130C802500-35006-15第89頁，共154頁。 我國是全球生產(chǎn)應(yīng)用管樁最多的國家，2009年產(chǎn)量達(dá)超過3億米；產(chǎn)值可達(dá)400億元，形成產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值到達(dá)800億元。但由于我國管樁生產(chǎn)、施工技術(shù)相對落后，市場化不規(guī)范產(chǎn)生的無序競爭，造成我國管樁生產(chǎn)、施工與發(fā)達(dá)國家相比存在差距，具體表現(xiàn)在以下方面：管樁生產(chǎn)過程及使用中存在的問題第90頁，共154頁。1、混凝土摻合料質(zhì)量控制困難，產(chǎn)生HPC樁身強(qiáng)度回縮目前大多數(shù)管樁生產(chǎn)企業(yè)都采用用磨

18、細(xì)石英砂代替水泥，磨細(xì)石英砂代替水泥可以提高混凝土的標(biāo)號，又可以增強(qiáng)混凝土的合易性有利用成型。但是磨細(xì)石英砂的質(zhì)量控制要求嚴(yán)格，如果二氧化硅的含量達(dá)不到要求，或含泥量超標(biāo)都達(dá)不到預(yù)期的效果，混凝土的強(qiáng)度達(dá)不到C80。摻磨細(xì)石英砂必須與水泥匹配，磨細(xì)石英砂必須符合質(zhì)量要求，二次壓蒸養(yǎng)護(hù)的時間及溫度也必須達(dá)到要求，磨細(xì)石英砂的摻量應(yīng)該根據(jù)企業(yè)所用的膠凝材料及工藝情況，經(jīng)大量的試驗(yàn)確定，才能達(dá)到預(yù)期的效果。第91頁，共154頁。2、施工技術(shù)與施工機(jī)具落后帶來管樁施工過程中的缺陷與使用質(zhì)量問題 我國目前的管樁施工，大多采用錘擊與靜壓方法，這二種方法在施工過程中產(chǎn)生的爆樁、彎曲、疲勞等問題，均嚴(yán)重影響樁

19、的使用性能，特別是承載力與耐久性。第92頁，共154頁。3、管樁設(shè)計(jì)技術(shù)水平落后 與灌注樁相比，由于認(rèn)識原因、施工技術(shù)水平的限制、 設(shè)計(jì)研究水平的差異，我國管樁設(shè)計(jì)水平與應(yīng)用技術(shù)水平亟待提高，上海倒樓事件便是這一狀況的最好明證。第93頁，共154頁。 2008年6月27日凌晨，正在開挖地庫基坑的上海蓮花河畔景苑7號樓發(fā)生整體傾覆倒塌，即著名的“6.27”蓮花河畔景苑7號樓傾倒事故。事故的發(fā)生、調(diào)查，及圍繞事故原因進(jìn)行的事故原因分析、辯論、爭議，將管樁推向了風(fēng)頭浪尖。水平承載力問題認(rèn)識不足 -上海蓮花河畔倒樓事故發(fā)生的原因第94頁，共154頁。 上海倒樓事件發(fā)生后，全國專家紛紛對倒樓原因進(jìn)行分析

20、、探討、發(fā)表看法，甚至公開發(fā)表文章加以討論、論證，一時間在全國各種會議場合議論紛紛，有的甚至進(jìn)行了論戰(zhàn)?？偟挠^點(diǎn)形成二種意見，一是以上海多數(shù)專家為代表的所謂接近官方的意見，認(rèn)為倒樓原因主要是施工因素造成；另一種意見是認(rèn)為樁基選型或管樁不可靠原因造成。將事故原因分析簡單化、孤立化，因而不能從深層次、系統(tǒng)化角度客觀分析事故原因，避免事故的重復(fù)發(fā)生。第95頁，共154頁。1）基礎(chǔ)埋深與樁基選型問題 高層建筑的基礎(chǔ)埋深主要取決于地下空間資源開發(fā)利用、建筑物穩(wěn)定性與抗震設(shè)計(jì)要求，我國現(xiàn)行規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大多規(guī)定了基礎(chǔ)埋深與建筑物高度的關(guān)系，如采用天然地基時，埋深一般要求不小于建筑物高度的1/15，采用樁基

21、時基礎(chǔ)埋深要求不小于建筑物高度的1/18，但這僅是一個最低要求，建筑物的埋深還受到建筑物穩(wěn)定性的制約，建筑物有足夠的基礎(chǔ)埋深，才能減少樁頂?shù)乃胶奢d，而各種樁形及同一樁形不同尺寸、配筋、型號的樁，水平承載力不同，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)埋深不同、地下室側(cè)壁約束不同產(chǎn)生的阻尼不同，設(shè)計(jì)選擇不同的樁基。第96頁，共154頁。2）水平荷載驗(yàn)算與管樁選型問題 對軟土地區(qū)，除了根據(jù)基礎(chǔ)埋深選擇樁形外，還應(yīng)當(dāng)充分考慮在不同工程條件及地震條件下樁的水平承載力驗(yàn)算問題，這同樣關(guān)系到建筑地基穩(wěn)定性問題。第97頁，共154頁。第98頁，共154頁。第99頁，共154頁。非筏板基礎(chǔ)，管樁長細(xì)比較大，地基穩(wěn)定性差，選型不合理。第1

22、00頁，共154頁?？拷右粋?cè)產(chǎn)生彎剪破壞，外側(cè)發(fā)生管樁拉斷破壞或芯樁拔出破壞，管樁型號過于節(jié)省！第101頁，共154頁。 由照片可知，靠近基坑一側(cè)管樁破壞應(yīng)為“彎曲破壞”或“彎剪破壞”，外側(cè)管樁多為拉拔破壞（部分管樁為混凝土芯樁拔出破壞），破壞模式為：基坑側(cè)壁處管樁先發(fā)生破壞，南側(cè)管樁喪失承載力后，7號樓隨即發(fā)生向基坑方向（南側(cè)）的整體傾斜，導(dǎo)致外側(cè)管樁發(fā)生拉拔破壞，最終形成7號樓整體傾覆破壞。由此可見，引發(fā)倒樓事故的內(nèi)因是管樁選型問題，該工程處在上海軟土地區(qū)，選擇PHC400A型樁，樁長35m，這樣設(shè)計(jì)建成的建筑物也許根本不具備抵抗復(fù)雜工況及地震作用條件下的工程風(fēng)險，網(wǎng)民稱之為“樓倒倒”

23、“樓歪歪”就的確有道理了。第102頁，共154頁。 在豎向承載力方面，預(yù)應(yīng)力管樁是一個極具競爭力的樁型，但不考慮其抗彎承載力較差的弱點(diǎn)，不考慮工程環(huán)境與地質(zhì)條件，不考慮工程使用條件，過于追求經(jīng)濟(jì)效益，盲目選型，會給工程帶來難以預(yù)測的的安全風(fēng)險，不難理解上海倒樓事故發(fā)生的深層次原因。第103頁，共154頁。 以上說明，采用管樁的高層建筑應(yīng)該具有足夠的基礎(chǔ)埋深；較厚軟土工程采用管樁基礎(chǔ)，應(yīng)通過各種工況與地基工作條件下的穩(wěn)定性驗(yàn)算，選擇合適的管樁型號。第104頁，共154頁。日本設(shè)計(jì)樁基工程對地下室側(cè)壁承擔(dān)水平荷載的規(guī)定 側(cè)壁土的標(biāo)貫地下室層數(shù)N=4 N=20 125%70% 250%100% 37

24、5% 4100%第105頁，共154頁。 日本設(shè)計(jì)規(guī)定說明：建筑物樁基需要一定的水平承載力，以承擔(dān)建筑物水平荷載的作用；在一定條件下，除樁基外，建筑物地下室側(cè)壁土體也可以承擔(dān)建筑物局部或全部的水平荷載。第106頁，共154頁。臨近建筑物施工平安與設(shè)計(jì)責(zé)任問題 較厚軟土工程采用管樁根底，應(yīng)通過各種工況與地基工作條件下的穩(wěn)定性驗(yàn)算，選擇適宜的管樁型號 。第107頁，共154頁。根底埋深、管樁樁長、型號選擇 管樁的抗震設(shè)計(jì)問題，必須考慮建筑物地下室的抗震作用應(yīng)根據(jù)建筑物根底埋深、地下室側(cè)壁土層或約束條件，決定是否可以選擇管樁。 條件容許時，應(yīng)選擇水平抗彎承載力較高的樁。第108頁，共154頁。工程實(shí)

25、踐中存在地表測試與原位測試管樁承載力的偏差影響工程驗(yàn)收的問題，主要原因系側(cè)阻與端阻的相互影響原理。 解決方法：適當(dāng)降低樁側(cè)阻力或樁端阻力的取值。地表測試與原位測試單樁承載力問題第109頁，共154頁。抗浮設(shè)計(jì)中管樁的裂縫是否允許存在、或裂縫寬度限制問題，影響到抗浮構(gòu)件的耐久性。 解決方法：采用混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土PRC管樁。接樁與樁芯處理問題 抗浮設(shè)計(jì)、裂縫寬度限制與耐久性設(shè)計(jì)問題第110頁，共154頁。爆樁是管樁施工過程中的普遍現(xiàn)象，主要原因與施工方法不當(dāng)、穿越土層分布及其厚度不均勻等有關(guān)。 解決方法： 1、選擇適宜的施工機(jī)具、掌握施工技巧積累施工經(jīng)歷。 2、采用引孔技術(shù)。 3、提高樁身抗彎

26、能力、抗擊打能力選用混合配筋PRC樁。 4、采用中掘工法或植入后注漿法。爆樁、樁身承載力不足問題第111頁，共154頁。擠土效應(yīng)及其產(chǎn)生的孔隙水壓力升降，帶來土體強(qiáng)度的變化，可能造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。對于軟土地區(qū)的樁基工程、基坑工程，必須考慮其對環(huán)境及基坑工程平安的影響。 解決方法：加強(qiáng)研究、重視施工監(jiān)測、強(qiáng)調(diào)技術(shù)措施。 解決工程的施工力學(xué)問題，成為工程前沿及今后研究的重點(diǎn)。軟土地區(qū)施工對周圍建筑物及環(huán)境影響問題第112頁，共154頁。管樁根底與復(fù)合地基設(shè)計(jì)問題較淺層有持力層情況時樁長的認(rèn)定與持力層選擇 1小于*m的樁不算“樁 2樁長確實(shí)定取決于樁與根底承擔(dān)的水平荷載 3樁端持力層的選擇應(yīng)充分考

27、慮單樁水平與豎向承載力、建筑物沉降控制要求，下臥層情況等。同時應(yīng)考慮可能的施工機(jī)具、施工方法、施工經(jīng)歷。第113頁，共154頁。管樁根底與復(fù)合地基設(shè)計(jì)問題管樁復(fù)合地基 1新修編的?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ79-2021已將包含預(yù)應(yīng)力管樁在內(nèi)的各種剛性樁復(fù)合地基，規(guī)定按CFG樁復(fù)合地基方法設(shè)計(jì)。 2實(shí)際工程中常作為解決管樁施工樁長較短時，修改地基方案的技術(shù)手段。如：改樁筏根底為預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基片筏根底；改“樁-承臺根底為管樁復(fù)合地基獨(dú)立根底。 3因較短的管樁單位本錢提供的單樁承載力較大，管樁復(fù)合地基方案具有較強(qiáng)的造價競爭力。第114頁，共154頁。四、新型管樁的研發(fā)與應(yīng)用展望第115頁，共

28、154頁?；旌吓浣铑A(yù)應(yīng)力管樁-PRC樁概念的提出 在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁中加入一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，形成一種新型混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁PRC樁。其中，非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用全截面對稱配筋和扇形截面對稱配筋。 第116頁，共154頁。 試驗(yàn)所用試件共12根，D=500mm和D=600mm兩種直徑。非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用扇形軸對稱配置。 PRC樁配筋第117頁，共154頁?；旌吓浣钿摻罨\成品第118頁，共154頁。新型混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁試件設(shè)計(jì)第119頁，共154頁。規(guī)格型號樣品鋼筋PRC- 500*1210.7（1）10.7*12+12*8PRC- 500*1210.7（2）10.7*12+12*8PRC- 50

29、0*1410.7（1）10.7*14+12*8PRC- 500*1410.7（2）10.7*14+12*8PRC- 500*1610.7（1）10.7*16+12*8PRC- 500*1610.7（2）10.7*16+12*8PRC- 600*1610.7（1）10.7*16+12*8PRC- 600*1610.7（2）10.7*16+12*8PRC- 600*1810.7（1）10.7*18+12*10PRC- 600*1810.7（2）10.7*18+12*10PC 600*1610.710.7*16PC 500*1610.710.7*16試件型號與配筋表新型混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁試件設(shè)計(jì)第1

30、20頁，共154頁。第121頁，共154頁。 與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力管樁相比，PRC樁水平承載力有所提高，變形性能得到改善，適用于一般工業(yè)與民用建筑的低承臺樁基礎(chǔ)，也可用于基坑、邊坡、堤岸、及軟土地區(qū)的樁基、剛性樁復(fù)合地基工程。 第122頁，共154頁。管樁抗彎試驗(yàn)加載示意圖PRC樁試驗(yàn)第123頁，共154頁。第124頁，共154頁。第125頁，共154頁。管樁試驗(yàn)過程及現(xiàn)象分析第126頁，共154頁。開裂荷載與撓度試驗(yàn)結(jié)果比較 試件編號開裂荷載（kN） 極限荷載（kN）最大撓度值(mm)PRC- 500*1210.7（1） 185.6353.941.5PRC- 500*1210.7（2） 185.63

31、92.542.0PRC- 500*1410.7（1） 233.1421.234.1PRC- 500*1410.7（2） 233.1430.832.0PRC- 500*1610.7（1） 233.1430.832.0PRC- 500*1610.7（2） 223.5517.834.0PRC- 600*1610.7（1）322.9609.137.5PRC- 600*1610.7（2）322.9609.139.5PRC- 600*1810.7（1） 341.1580.0 30.0PRC- 600*1810.7（2）330.4660.442.7PC 500*1610.7227.4367.432.6PC

32、600*1610.7307.8529.134.4第127頁，共154頁。 PC600樁 PRC-600樁 PRC-600樁荷載-撓度曲線比較第128頁，共154頁。管樁編號理論計(jì)算公式1理論計(jì)算公式2公式1/公式2PRC-I 400B95164.3167.1 0.98PRC-I 400D95179.9183.1 0.98PRC-I 500AB100242.3236.6 1.02PRC-I 500B100248.5242.8 1.02PRC-I 500C100254.7248.9 1.02PRC-I 500D100266.6260.8 1.02PRC-I 600AB110327.4313.9 1

33、.04PRC-I 600B110333.6320.0 1.04PRC-I 600C110339.8326.0 1.04PRC-I 600D110357.6343.4 1.04PRC-I 700AB110420.2392.9 1.07PRC-I 700B110433.1405.3 1.07PRC-I 700C110445.3417.1 1.07PRC-I 700D110478.9449.4 1.06PRC-I 800B110506.9466.8 1.08PRC-I 800C110518.1477.5 1.08抗剪承載力理論計(jì)算結(jié)果比較抗剪性能理論研究第129頁，共154頁。管樁撓度理論計(jì)算、有限

34、元計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果比較PRC-500*1210.7型樁的荷載-撓度曲線圖 第130頁，共154頁。PRC- 600*1610.7型樁的荷載-撓度曲線圖 第131頁，共154頁。PRC- 600*1810.7型樁的荷載-撓度曲線圖 第132頁，共154頁。PRC- 700*1810.7型樁的荷載-撓度曲線圖 第133頁，共154頁?？沽褟澗乇容^ 與?先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁?GB13476-相比提高5% 10%。第134頁，共154頁。彎矩設(shè)計(jì)值比較 與?先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁?GB13476-相比平均提高了28%。第135頁，共154頁。樁身強(qiáng)度提供的豎向抗壓承載力比較 與?先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁?GB13476-相比，提高了1020%。第136頁，共154頁。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下延性比較 比傳統(tǒng)PC樁增加8%30%。管樁編號撓度（mm） 荷載（kN）試驗(yàn)值開裂撓度開裂荷載破壞撓度破壞荷載PRC-500AB1007.6185.644392.5