一、前言
预应力高强混凝土管桩,即PHC桩,是由专业厂家生产,采用先张法预应力和掺加磨细料、高效减水剂等先进工艺,将混凝土经离心脱水密实成型,经常压、高压两次蒸汽养护而制成的一种细长空心等截面预制混凝土构件。与其它桩型相比,PHC桩主要有以下特点:
1.桩身强度高:PHC桩均采用C80以上的混凝土,采用先张法预应力制作,因而承压力高,能抵抗较大的抗裂弯矩。具有较强的工作性能,桩身能在严劣的施工环境下保持完好,大大减少裂桩,断桩事故的发生。
2.PHC桩由专业厂家大批量自动化生产,桩身质量稳定可靠。
3.PHC桩穿透力强,足够的压力下,可穿越较厚的砂质土层,确保桩端嵌固于较好的持力层。
4.静压施工时,施工现场简洁,无污染、无噪音,能保障文明施工。
5.由于PHC桩的单桩承载力相对较高,其环形截面所耗混凝土量较少,因而单位承载力造价最省。
近年来,PHC桩凭借其自身优点,在工程中得到广泛应用。但是,在设计和施工过程中也常遇一些较难确定的因素,值得研究和探讨。
二、PHC桩应用中的主要问题
(一)桩基单桩竖向承载力的确定问题
根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定静压PHC桩的单桩竖向极承载力标准值时,可按下式估算:
Quk=Qsk+Qpk=μp∑qsikli+qpkAp(1)
式中μp—桩身周长;
qsik—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;
li—桩侧第i层土的厚度;
qpk———桩端极限端阻力标准值;
Ap—桩端面积。
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94),桩数不超过3根的桩基,基桩的竖向承载力设计值为:
R=Qsk/rs+Qpk/rp(2)
而对于桩数超过3根的非端承桩复合桩基,宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应,其复合基桩竖向承载力设计值为:
R=ηsQsk/rs+ηpQpk/rp+ηcQck/rc(3)
式中Qsk、Qpk—分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻力标准值;
Qck—相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值;
ηs、ηp、ηc—分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数、承台底土阻力群桩效应系数;
rs、rp、rc———分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数、承台底土阻抗力分项系数。