抗拔管桩的承载力及结构构造.pdf

摭缓管桩的承裁力及结构构造王离(广东省土木建筑学会，广州5 1 0 1 6 0)摘要：结合广东省标准锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程的修订，对抗拔管桩单桩竖向抗拔承载力的确定以及抗拔管桩的结构构造包括桩身结构、接头、桩头与承台的连接作了较详细的介绍，提出了具体的质保措旌，可供抗拔管桩的制作、设计、施工、监理和检测等人员参考。关键词：抗拔管桩单桩竖向抗拔承载力特征值电焊接头机械啮合接头桩项填芯混凝土0 前言在建筑工程中尤其是无上部结构的地下室以及地下停车场、污水处理池、深井泵房、船坞、人防和地铁工程；高耸结构如输电线铁塔、电视塔、烟囱的基础；锚锭基础以及在水平力作用下出现上拔力的建(构)筑物基础，如码头、挡土墙等，都有可能遇到工程结构的抗浮抗拔问题。抗浮抗拔措施视具体情况而定，型式种类多样，最常见的是设置锚杆和抗拔桩。常用的抗拔桩型式主要有钻(冲)孔灌注桩、预制方桩和预应力管桩等。抗拔管桩在广东乃至全国可说方兴未艾。据统计，广东现有管桩生产厂约5 5 家，近五年来，每年生产销售管桩总量均在7 0 0 0 万米以上，2 0 0 7 年多达9 7 4 8 万米。建筑工程中用得最多的是t t,4 0 0 和吐,5 0 0 管桩，约占总销售量的7 5 左右。目前管桩基础9 0 以上是承受压力为主的承压桩，抗拔桩的数量不到总应用量的l O。但抗拔管桩只要在质量保证的前提下，会显示出其施工方便工期短、造价便宜等许多优点，大有发展前途。可以预计，随着人们对抗拔管桩认识的不断加深，其应用量会逐年增多。本文重点对抗拔管桩的承载力计算及其结构构造，结合修订广东省标准锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程(以下简称新广东规程)的体会，作一些介绍和探讨。1抗拨管桩的单桩竖向抗拔承载力抗拔管桩竖向抗拔承载力应根据桩身与桩周岩土的总抗拔摩阻力以及桩身抗拉强度的大小来确定，取两者中较小者。1 1 抗拔管桩竖向抗拔承载力特征值其确定方法有以下3 种：通过现场竖向抗拔静载试验确定；通过经验公式进行计算；通过高应变动测法进行估算。1 1 3 1 1 1 通过现场抗拔静载试验确定重要的工程或经验不足、地质条件复杂的地区，单桩竖向抗拔承载力特征值应通过现场抗拔静载试验确定，抗拔试验桩的数量、试验的开始时间、试验加载方法、加载终止条件等，各种地基基础设计规范或桩基检测技术规范都有规定，可按要求进行操作。广东各地近几年来做了许多根管桩的抗拔静载试验，下面列出某工地用机械啮合接头连接的3 根o，4 0 0 A B 型P H C 桩的试验资料。桩采用D 5 0 柴油锤施打。典型土层从上至下依次为：素填土(2 2 0 m)、饱和粉细砂(6 1 0 m)、可塑粉质粘土(4 9 0 m)、硬塑粉质粘土(3 7 0 m)、全风化泥质粉砂岩(2 2 0 m)、强风化泥质粉砂岩(1 1 0 m)。其试验结果见表1。表1管桩的抗拔静载试验桩径桩入土单桩抗拔承最大残余特征值对应单桩极限桩号长度载力特征值上拔量上拔量的上拔量抗拔承载力m mml【Nm mm mm mk N14 0 01 9 O3 0 02 3 l0 8 4O 7 0刹24 0 02 0 03 0 02 0 2O 5 80 6 3猢34 0 02 1 03 0 02 2 9O 5 30 5 6猢从表1 可看出，在这样的地质条件下4 0 0 管桩的抗拔承载力特征值达3 0 0 k N 时，桩顶的上拔量很小(堕l。式中：L a 一桩顶填芯混凝土长度，不应少于2 O m；Q t 一相应于荷载效应基本组合时单桩竖向拔力设计值；为简化计，也可取Q t=1 3 5 R t a：伍一填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值，宜由现场试验确定。当缺乏试验资料时，C 3 0 掺微膨胀剂的填芯混凝土，伍可取O 3 0 0 3 5 N m m 2；U p n 一管桩内孔圆周长；A s 一管桩内孔连接钢筋总公称截面面积；鸟一钢筋的抗拉强度设计值，H R B 3 3 5(2 0 M n S i)的f y=3 0 0 N m m 2。填芯混凝土质量的好坏也是抗拔管桩成败的关键。填芯混凝土应是无收缩混凝土(掺微膨胀剂)，应密实饱满，其强度等级不得低于C 3 0；同时，桩顶内孔不应存在较厚的未倒清的泥浆。填芯混凝土长度计算值小于2 0 r a 时应取2 0 m；埋人桩顶填芯混凝土中的连接钢筋长度应与桩顶填芯混凝土长度相同；连接钢筋锚人承台内的长度不得小于4 0 倍钢筋直径；连接钢筋数量不得少于4 根，箍筋一般为巾6 2 0 0，若连接钢筋为5 根，则箍筋应为中8 2 0 0。填芯混凝土应在浇筑承台垫层后进行灌注捣实，不得与承台混凝土一起浇灌。重要的工程，应进行填芯混凝土柱体的抗拔试验。3 结语(1)抗拔管桩的抗拔承载力宜通过现场抗拔静载试验确定，也可采用经验公式进行计算；用高应变动测法进行抗拔承载力的估算是今后的研究课题之一。(2)抗拔管桩桩身抗拉强度应按桩身不出现拉应力为控制条件的计算模式符合当前管桩生产的现状，是较为合适的。(3)抗拔管桩的桩身结构、接头以及桩头与承台的联结质量是关系到抗拔管桩成败的关键问题。1 2 1