预应力混凝土抗拔桩论

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1、预应力混凝土抗拔桩论文摘要：预应力混凝土桩具有抗裂性好、施工速度快、经济性好等优点，在工程实践中作为抗拔桩使用已越来越广泛。但预应力混凝土抗拔桩在应用中尚存在一些问题，如接头抗拔、桩与承台的连接、承载力如何发挥等。预制预应力混凝土抗拔桩单桩竖向抗拔承载力尚无明确的设计方法。前言预制预应力混凝土桩具有桩身质量好、工程造价低、施工绿色环保、桩身检测方便、可工厂化生产等优点，在建筑工程桩基领域的使用越来越广泛，已成为桩基工程首选桩型。其桩身抗裂性能优越，用于抗拔桩时，在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝，预应力钢筋保护较好，能较好地发挥桩身强度，

2、提高桩身抗拔承载力，从而大幅降低抗拔桩的工程造价，节约投资，有效缩短施工工期。1预应力混凝土抗拔桩研究现状1.1试验研究预应力混凝土管桩作为抗拔桩应用时间不到十年，国内主要集中在对工程应用中遇到的实际问题或结合工程设计开展的试验研究。许国平（2005）、苏振明等（2006）分别通过PHC管桩的单桩竖向抗拔静载试验，研究预应力管桩抗拔性能，分析计算了影响管桩抗拔承载力的多种因素，并提出各土层抗拔系数入的取值范围，建议内芯插筋深度应根据填芯混凝土摩阻力计算提出。汪加蔚（2004）、侯胜男等（2010）分别通过试验对预应力混凝土管桩桩身的抗拉强度

3、、接头焊缝的抗拉强度及填芯混凝土的抗拉强度验算方法进行分析，提出管桩抗拉承载力的计算公式。刘永超（2009）通过对预应力混凝土管桩桩身、焊接接口、桩与承台连接强度和抗拔静载性能等专项试验，研究其作为抗拔结构时，端板、墩头、焊缝及桩身的抗拔性能及破坏形式，并通过理论分析，对抗拔管桩设计时的基本原则和控制节点进行讨论。郑秀娟等（2010）通过对预应力混凝土管桩进行抗拔静载试验和室内足尺寸试验，研究桩身抗拉结构性能，根据试验桩破坏形式，找出管桩抗拔薄弱部位。韦宏等（2001）虞林军（2006）、沈晓梅等（2008）分别结合工程实例介绍了预应力混凝

4、土管桩作为抗拔桩的设计要点、计算方法及相应的构造措施。对管桩抗拔承载力计算，桩身结构强度、接桩焊缝强度、管桩与承台的连接强度的验算方法等提出了一些合理化建议。陈岱杰等（2007）针对上海地区使用情况，对预应力混凝土管桩作抗拔桩的桩身结构强度、焊缝强度、端板孔口抗剪强度、钢棒墩头进行验算，并对管桩和承台连接方式及计算方法进行了探讨。1.2理论研究目前预应力混凝土管桩抗拔受荷性状的理论研究工作主要集中在以下几个方面：（1）对桩土共同作用下抗拔管桩承载力发挥机理的研究。林宏剑（2010）通过数值模拟研究了桩长、桩径、土质条件等对桩侧摩阻力及管桩抗

5、拔承载力特性的影响。阎怀先和赵文勇（2011）通过现场抗拔试验对管桩的抗拔机理进行探讨，分析了预应力混凝土抗拔管桩在桩土共同作用下的受荷机理及轴力计算方法，并对设计施工提出了一些建议。（2）预应力混凝土管桩接头抗拉强度研究。刘军（2007）提出一种新型的管桩锚固式接头，围绕其受力性能进行了一系列理论分析及试验研究。李伟兴等（2010）结合世博主题馆的设计，对PHC抗拔管桩的新型连接进行计算分析和试验研究。结果表明：新型连接方式较标准型接桩节点在受力性能、施工工艺、焊接质量等方面均有明显改善，值得在工程中推广应用。（3）管桩与承台连接性能的研

6、究。王恒栋等（1997）、李平先等（2004）在预应力混凝土管桩与桩帽连接节点轴拔试验研究的基础上，讨论了连接节点的破坏状态、粘结机理以及受力特性。并给出了连接节点轴拔承载力的建议计算公式，提出了在实际工程中连接的合理型式。张忠等（2007）以预应力薄壁管桩为例，开展了预应力管桩填芯混凝土轴拔试验。通过试验分析表明，填芯混凝土与桩内壁粘结性能良好，有横向膨胀效应，为管桩设计提供依据和理论基础。2存在的问颗（1）预制预应力混凝土桩用于抗拔工程时，接桩常采用焊接连接，有时因焊缝质量不能保证，焊接处存在安全隐患。另外，焊接接桩时间较长，影响了工程

7、进度，同时增加施工人员的工作量。（2）桩与承台连接主要采取混凝土填芯插筋的方法。由于桩身内壁光滑，填芯混凝土与桩内壁粘结力不强，在上拔荷载作用下，填芯有时被直接拔出，填芯的长度和施工质量直接影响抗拔承载力。（3）抗拔桩的承载力主要靠桩侧摩阻力提供，无论是预制预应力混凝土管桩还是方桩，桩表面均比较光滑，与桩周土体之间的摩擦力不足。桩受上拔荷载作用时荷载传递规律、桩土共同作用的机理不明确。桩身抗拉强度控制承载力尚无明确的验算方法。影响预应力混凝土桩抗拔承载力的关键因素未完全确定，桩承载力发挥的薄弱环节有待解决。目前国内仅有少数几个应用预应力混凝

8、土抗拔桩较多的省份颁布了地方规程，但其中的设计方法及内容存在差异，规程内容也不太成熟和系统化。3设计方法预应力混凝土抗拔桩单桩竖向抗拔承载力应根据桩身和桩周岩土的总抗拔摩阻力以及