浅谈预应力砼管桩的有条件使用

时间:2015/06/30 | 作者: | 分类:基础 | 浏览:318 ℃ | 发表回复

预应力砼管桩从七十年代初期引入我国后,得到了很大的发展,特别是近十年来的发展更是迅猛。关键就在于预应力砼管桩具有质量稳定、强度高、承载力大、节约工程造价、施工无污染、施工周期短等诸多优点。用于静力压桩法,施工无噪音、无震动,满足文明施工的要求。随着管桩的大量使用,一些工程事故的发生引起人们对预应力砼管桩适用性有怀疑,工程设计和审图人员对预应力砼管桩应有全面了解,必须注意到预应力砼管桩的使用是有一定条件的。

浅谈预应力砼管桩的有条件使用

一、管桩自身特点:管桩是一种竖向承载力和水平承载力相差较大的一种桩型,比如500直径桩竖向承载力可在2000KN以上,而水平承载力仅35KN左右。这是管桩的致命缺陷,管桩大量使用十多年来,人们一直是利用优点多,注意缺点少,其水平承载能力不足,一直不为设计人员所关注,造成众多隐患。特别是在流塑状态的软土中使用管桩前,必须先将软土处理固化,否则,一旦软土层流动,必将推倒管桩,这是无数工程的教训。

对于采用预应力砼管桩基础的建筑,应验算桩基的水平承载力。建筑物桩基的布置,一般按竖向承载力布置桩基,设计人员不重视桩基的水平承载力验算,由于预应力砼管桩抗压承载力远大于水平承载力,对于底部剪力较大的结构,按竖向承载力控制的桩基,其桩基水平承载力不经验算是不安全的。

二、场地土的特性:对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地。由于技术上无法对桩身进行防护,对这种场地不应采用预应力砼管桩;存在较厚中等或严重液化土层以上的场地。在地震的情况下,技术上采用的措施无法消除液化沉陷,对现阶段常用的400、500直径的管桩承受水平力有限,因此不应采用400、500直径的预应力砼管桩。

三、建筑物的特征:建筑结构无地下室(半地下室),结构高度超过28m(10层以上)的建筑;建筑结构有一层地下室,结构高度超过80m(25层以上)的建筑。对于无地下室(或半地下室)的建筑,结构超过一定的高度和有一层地下室结构高度超过80m(25层以上),基底剪力较大,由于预应力混凝土管桩抗压承载力远大于水平承载力,采用竖向承载力控制桩数的工程,无法满足抗剪要求,因此不应采用,除非经过抗剪承载力验算。

四、管桩受力情况:桩端持力层为中微风化岩、强风化岩、碎卵石层,且桩端持力层以上土层均为淤泥质土层、淤泥层等软弱土层。承台底以下存在较厚的淤泥层,由于桩顶处没有硬壳层,对桩身上部的约束较差,容易产生偏斜,断桩,桩身受力尤如悬臂杆受压,受力性能差。有些工程会出现上部均为淤泥质土、淤泥等软弱土层,持力层为中微风化岩、强风化岩、碎卵石层,桩端无法进入持力层一定深度。这种情况不应使用预应力混凝土管桩。在国外也有国家限制使用,

五、管桩布置情况:采用预应力砼管桩基础,当地梁线刚度不能达到底层结构柱的线刚度2倍以上时,不应采用单柱单桩和单柱两桩。柱下采用单桩(或单柱两桩短向)、除柱底轴力外,柱底弯矩无法由桩基承受,这时需用地梁平衡。经过有限元分析,柱底弯矩由地梁平衡的情况,地梁线刚度需达到2倍结构柱的线刚度以上时,才可作为建筑物的嵌固端处理。

当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平力方向相垂直时,桩顶按铰接考虑,否则桩顶约束状态介于铰接与固接之间。

近期,我国各地都在大量使用预应力砼管桩,发展很快,但由于相应工程标准对管桩的适用条件尚未有明确的规定,设计、审图技术要求尚未统一,存在一些安全上的问题。国内一些工程的严重事故,特别是上海在建住宅楼倒塌等事故,应足以引起我们对预应力砼管桩设计、审图的重视。进一步总结国内外的工程经验,为今后的设计、审图工作提供经验积累。



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