港口工程中PHC桩应用条件分析

港口工程中PHC桩应用条件分析
【摘要】PHC桩是高强预应力混凝土管桩或超高强预应力混凝土管桩的简称,生产工艺为离心成型,并经常压和高压两次蒸汽养护的高强预应力混凝土管桩。
【关键词】PHC桩;桩型;应用条件;适用范围
一、PHC桩生产工艺及规格
1.生产工艺
钢筋加工(切断、墩粗端头)钢筋笼滚焊焊接钢筋笼入模混凝土入模钢筋张拉离心成型静停常温常压蒸汽养护脱模高温高压蒸汽养护。
2.李雯规格种类
PHC桩按桩身混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型、C型;港口工程桩基码头中常用的是800mm1000mm1200mm3种规格的桩。
二、桩型特点
1.强度高,承载力高,耐锤击性能好
桩体混凝土强度为C80,高强预应力管桩具有高强度、高密度、低孔隙、高抗渗性等特点;抗弯刚度大、耐锤击性能强、耐久性好、使用寿命长。
2.工厂化生产,生产速度快,不受施工季节影响
PHC采用工厂化生产,单桩生产周期小于1天,且构件在生产完毕后即具备设计的C80混凝土强度;受外部环境影响,一般灌注桩、预制实心方桩等构件需要在冬季低温季节停止预制。由于采用工厂化生产,管桩预制不受季节性因素影响。
3.自动化生产水平高,质量稳定
PHC管桩生产过程中的各个主要生产环节均为自动化生产,受人为操作因素形成质量问题的几率较低。
4.造价较低
除了PHC桩造价比灌注桩低之外,在外海深水区域施工灌注桩尚需搭设水上施工平台,采
PHC桩措施费用可大大节省。
与钢管桩相比,用钢量少,原材料价格低廉,而且维护成本低,能大大降低工程造价。
三、应用条件分析
1.受力条件
1)入岩能力
根据《港口工程桩基规范》及STX造船基地实际打设过程中应用情况,钢管桩入强风化岩层深度为1.52.0米;PHC桩打入强风化岩层的深度约为0.51.0米。
2)端承桩单桩承载力
在某工程施工过程中,受场地条件限制,分别选用了Ф800ABPHC桩和Ф1000灌注桩和Ф711.2mm钢管桩。单桩垂直承载力设计值如下:
Ф800ABPHC桩:3700KNФ1000灌注桩:3900KN核磁共振氢谱Ф711.2mm钢管桩:2700KN
2.使用环境条件
1)抗冻融
经试验,PHC桩抗冻融循环次数可超过350次,与混凝土抗冻融次数持平或略高,目前在微冻地区得到日益广泛的应用。
2)抗侵蚀能力
PHC桩采用离心机成型。管模内的混凝土具有高密度、低孔隙等特点,从而提高混凝土的抗侵蚀能力。另外,在管桩生产过程中可根据需要涂刷、包裹防腐层,提高管桩的抗侵蚀能力。
广州金矿3.施工能力特点
1PHC桩比一般混凝土基础结构冬季施工适用能力强。
受冬季施工气温影响,非大体积混凝土预制构件一般需要停工,PHC桩采用蒸汽养护工艺,管桩预制不受施工季节影响。可充分保证工程主体施工进度与施工质量。
2PHC桩施工结构选择范围比灌注桩广。
港口工程在使用过程中一般会产生水平荷载,在结构设计中一般采用增加叉桩、加大桩径或增加码头排架宽度等措施解决。与灌注桩相比,灌注桩一般采用加大桩径或增加码头排架宽度解决,而采用PHC桩结构可采用增加叉桩方案解决。
3PHC桩对于施工区域的地形条件能力强。
PHC桩可直接采用打桩船或陆上打桩机打设施工,不需搭设操作平台,对施工区域的地形条件适应能力强。
维尔斯特沥青混合料车辙试验4PHC桩入土深度有一定要求
根据港口工程桩基规范,桩入土深度需要大于等于4TT为桩的相对刚度系数)。
四、PHC桩适用范围
1.适用条件
1)土质条件:根据港口工程桩基规范相关内容可知,港口工程中常用桩Ф8001200mmPHC桩采用D-80柴油打桩锤可以贯穿硬土层深度分别为:硬粘土1015米,中密砂土815米,密实砂土或砾砂0.51.5米,N=50击左右的强风化岩0.51.5米。(2)受力条件:可以沉桩的土质条件,埋深大于4TT为桩的相对刚度系数)的端承桩。(3)环境条件:外部环境适用广泛,对于不能满足打桩船工作水深要求的区域可采用陆上施工,但需对技术经济指标详细论证。(4)温度条件:不受冬季施工影响,对于工期紧张,需要跨越冬季施工的项目可以考虑使用。
2.不适用条件
1)贯穿硬土层厚度较大的土质条件
桩体需贯穿的硬土层厚度较大,超过四、1. 中相应硬土层厚度或接近其较大值的土质不宜使用。
2)入岩深度
桩体入岩深度需超过四、1. 中相应岩层的深度或接近其较大值的工程项目不宜使用(
可选用钢管桩)。
3)桩端埋置深度浅的区域
根据港口工程桩基规范,桩入土深度需要大于等于4TT为桩的相对刚度系数),对于覆盖层浅的部分区域不宜使用。
赫尔利五、局限性处理建议
1.贯穿硬土层较厚的方案
对于需要贯穿硬土层厚度较大或需要入岩深度较深的项目,可采用PHC桩端焊接钢管桩的方案解决,即长桩靴方案。采用钢管桩做成的桩靴贯穿硬土层并增加入岩深度,其余部位仍使用PHC桩,可降低用钢量,降低工程造价。
2.提高耐锤击能力的方案
对于需要穿透硬土层,锤击数量多的工程,为提高桩的耐锤击性,除了改进替打方案外,也可采取在桩头部位增加钢抱箍方案,提高钢管桩的耐锤击性能。
3.提高抗冻融、抗侵蚀、抗撞击能力方案
对于特殊环境下,需要对PHC桩本身具备的抗冻融、抗侵蚀、抗冰能力补强,可才采用涂刷涂料、包裹钢板+玻璃丝布等方案,上述工作均可采用工厂化生产,后期维护费用低廉。
六、结束语
综上所述,PHC桩具有预制周期短、施工质量稳定、环境适应能力强、工程造价低、后期维护费用低等特点,在港口工程中具有较大的推广价值。
参考文献
[1] TS167—4—2012《港口工程桩基规范》
[2]高志雄.PHC高强预应力管桩的推广应用》[J].《四川建材》,2011.04

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