“双掺”技术在预应力高强混凝土管桩中的应用

一、概述预应力高强混凝土管桩（以下简称PHC管桩）是采用预应力先张法、离心成型、蒸汽养护工艺制得的一种圆筒型细长预制桩，主要由预应力混凝土桩身、端头板（接头用）等组成、近年来随着珠江三角洲、长江三角洲的经济开发而起步，发展迅速，已逐步为社会所接受，替代方桩及沉管灌注桩。国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB1347692规定PHC管桩混凝土强度等级为C80级，按桩身混凝土有效预应力及抗弯能力的大小分为A型、AB型和B型，其混凝土有效预压应力值分别为4MPa、6MPa和8MPa．对管桩混凝土施加预压应力是为预防在起吊运输中…     

PHC管桩裂缝浅析

管桩是水泥制品中的重要产品。它的外形特点是：根截面为环形、壁厚、自重大、长比大。无论是钢筋混凝土管桩（RC）、预应力混凝土管桩（PC），还是预应力高强混凝土管桩（PHC），都容易往吊装、运输过程中产生横向裂缝。在生产过程中产生环裂与纵裂也决不可忽视。下面谈几点看法。1．环裂国标GB13476－92（先张法预应力混凝土管桩）规定了PC或PHC管桩的直径范围、长度范围、最小壁厚和抗弯能力。管桩按抗弯能力可分为A类、AB类和B类。其相应的有效预压应力约为4．0MPa、6．0MPa和8.0MPa。显而易见，A类管桩的抗弯性能最差。桩径…     

矿物掺和料对PHC管桩混凝土耐久性性能影响的研究

主要研究了不同矿物掺和料(矿粉和硅灰)对PHC管桩混凝土抗氯离子渗透性能的影响,以及PHC管桩混凝土在蒸汽养护和自然养护条件下抗氯离子渗透性能的差异。研究表明,掺加矿物掺和料能有效地提高PHC管桩混凝土的抗氯离子性能,而蒸汽养护对PHC管桩混凝土耐久性产生不利影响。     

PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算

预应力高强混凝土(PHC)管桩的受弯性能是管桩产品合格与否的重要指标。目前PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩的计算通常都是按照GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中的方法进行的。但PHC管桩的混凝土强度已经超出了规范的适用范围,计算结果并不能真实反映PHC管桩的实际承载能力。结合试验测试结果,根据PHC管桩的离心成型生产工艺和高强度的特点,提出对现有PHC管桩抗裂弯矩和极限弯矩计算方法的修正建议。验算结果表明,采用修正方法计算所得的PHC管桩开裂弯矩和极限弯矩与试验实测值吻合良好。     

预应力高强混凝土管桩制作中预应力状态的试验研究

为研究先张法高强混凝土(PHC)管桩有效预压应力在制造、养护过程中的损失情况,对直径为1 400 mm、不同长度的两根PHC管桩进行了试验,并与理论计算结果进行对比。通过制桩过程中在桩身预应力钢棒上预埋电阻应变片,获得桩身不同截面的钢筋拉应力,继而探讨了不同阶段桩身预应力的分布及损失。试验结果表明,PHC管桩离心成型后预应力钢棒拉应力在张拉端处比锚固端大,沿管桩长度方向呈线性递减趋势;预应力钢筋有效拉应力和混凝土有效预压应力在张拉端较大、锚固端较小;两根管桩成型后预应力损失均在放张阶段最大;各截面测点的预应力分布具有一定的离散性,且随时间延长有增大趋势,而中部预应力分布最为均匀。     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

浅谈管桩新旧标准对比

对比分析了10G409《预应力混凝土管桩》与03SG409《预应力混凝土管桩》和GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》与GB13476-1999《先张法预应力混凝土管桩》新旧标准之间的差异;并以管桩400(95)AB桩型为例,采用新标准详细计算了混凝土管桩的有效预压应力、抗裂弯矩、抗裂剪力、桩身轴心受压承载力、桩身轴心受拉承载力。     

免蒸压PHC管桩的研制与工程应用

为降低PHC管桩生产过程中的能源消耗和简化生产工序,采用优选的混凝土配合比和蒸汽养护制度并充分利用环境温度对PHC管桩蒸养后所发挥的作用,开发出免蒸压PHC管桩工艺技术.所开发的免蒸压PHC管桩混凝土抗压强度满足规范要求,具有较高的弹性模量、耐久性和较低的脆性,其耐久性和抗脆性优于蒸压PHC管桩混凝土,且沉桩效果良好.     

PHC管桩混凝土的错误认知分析

PHC管桩混凝土和普通商品混凝土在凝结时间的要求、坍落度要求、成型方式、养护方式、强度等级等方面均有不同之处,很多专业技术人员了解之间的差异,但运用到生产实践中却出现错误.本文分析了PHC管桩混凝土的一些错误认知,以期促进PHC管桩行业技术发展.     

PHC管桩耐硫酸盐侵蚀的研究

研究了不同养护方式的PHC管桩混凝土耐硫酸盐侵蚀的情况。结果表明,不掺掺合料的混凝土经蒸汽养护后,其耐硫酸盐侵蚀的性能有所降低,而掺有磨细砂的混凝土经压蒸养护工艺后混凝土抗蚀系数较高,抗硫酸盐侵蚀性能良好。     

考虑剪跨比及截桩填芯影响的PHC管桩抗剪承载力试验研究

多次震后调查表明,预应力混凝土管桩在地震作用下可发生受剪破坏。针对管桩抗剪问题,基于现行管桩图集中标准PHC管桩设计制作24个管桩试件,进行多种剪跨比下的PHC管桩抗剪承载力试验。基于试验结果,经综合考虑剪跨比、箍筋分布、纵筋配筋率、混凝土有效预压应力、混凝土强度等影响因素,提出考虑剪跨比影响的PHC管桩抗剪承载力建议公式,公式计算值与试验值吻合较好,离散性较小。同时,考虑到目前工程上截桩现象十分普遍,特针对工程上截桩及截桩后填芯的情况进行试验研究,就截桩及填芯对管桩抗剪承载力的影响进行分析,并给出计算建议,为工程建设提供参考。     

大头管桩的设计及验证

本文提出了大头桩的设计理念,并针对常用的桩型初步设计了12种大头桩,从理论上计算出了它们的抗裂弯矩、极限弯矩和抗剪力等的变化;推导出大头桩两端起吊时的受力情况和弯矩分布图,从理论上计算了管桩安全起吊时产品的最大总长度;实际测定了大头桩大头部分的抗裂弯矩和极限弯矩,其力学性能有了较大的提高,可满足较高场合的要求,从而扩大了管桩的使用范围。     

免蒸养高耐久性PHC管桩的研究与应用

为有效降低PHC管桩生产过程中的能耗及简化生产工序,采用优选的混凝土配合比和早期保温养护措施,并充分利用环境温度对PHC管桩的作用,开发出了免蒸养高耐久性PHC管桩工艺技术。试验结果及工程应用情况表明,免蒸养PHC管桩混凝土的抗压强度完全能满足规范要求,具有较高的弹性模量、耐久性,可有效降低PHC管桩的生产能耗,且沉桩效果良好。     

PHC管桩劲性水泥土墙的受力特性分析

分析了PHC管桩劲性水泥土墙的承载力特性,并对PHC管桩进行了足尺抗弯试验,发现管桩的抗弯刚度在弹性阶段很大,但是从弹塑性阶段到屈服阶段的变化速度加快,因此建议取PHC管桩极限弯矩值的60%作为挡墙的弯矩设计值;介绍了PHC管桩劲性水泥土墙在某隧道基坑工程的应用,通过与钻孔灌注桩挡墙在变形、水平位移、地表沉降等方面的比较,总结出PHC管桩劲性水泥土墙承载力特性及对于基坑变形控制的优越性.     

先张法预应力离心混凝土竹节桩生产试验研究

采用常压蒸汽养护方式,以硅粉为掺合料配制了强度等级为C85的混凝土,研究了硅粉掺量对混凝土布料成型和强度的影响,并结合生产实际情况,参考PHC管桩离心成型和蒸汽养护工艺制度,确定了无余浆生产竹节桩的离心成型及蒸汽养护工艺制度。     

延迟钙矾石膨胀在免蒸压管桩中的应用研究

研究了石膏作为激发剂生产免蒸压PHC管桩的机理,探讨了矿粉和石膏的合适掺量。结果表明,为缩短PHC管桩的养护周期,石膏激发剂混凝土采用85~90℃的蒸汽养护是可行的。同时,DEF膨胀的危害也可以得到控制和避免。     

真空预压法的机理分析

从讨论固结概念出发,得出真空预压法的实质。它是以降低边界上(砂垫层和砂井视为加固体的边界的一部分)u值为途径,从而形成边界与土体间u(势)分布不平衡而引起固结的。当边界具有排水条件时,在总应力基本不变的条件下,u值的降低必然导致有效应力σ＇的增加。仅当σ＇增加时,才能使土体固结。从u(势)分布的不平衡直到新的平衡之全过程即为真空预压加固过程。这是一种相对提高与发挥自重有效应力的加固方法。通过试验与理论分析说明,它与堆载预压法相比在固结产生的途径、固结过程中的特征、应力路径及砂井作用等方面有差异;而相同点则是两者的固结都来源于u(势)分布的不平衡且都满足于固结微分方程。同时,论证了渗流和固结并非因果关系以及它与降水预压的相似处及其差异;然后,提出了适用于施加外荷与直接降低边界u值两情况下的固结模型;最后,对几种固结情况进行了有效应力分析。     

高强度预应力混凝土管桩预应力损失的试验研究

一、引言混凝土强度等级高达C80的高强度预应力混凝土管桩(PHC桩)在我国长江三角洲、珠江三角洲等地已得到了广泛应用,并且大量出口港澳地区,在国际市场上颇具竞争力。PHC桩的类型是由混凝土有效预应力的大小确定的。A、AB、B和C型管桩的混凝土有效预应力值分别约为1.0、6.0、8.0和10.0MPa级。A型和AB型和PHC桩有效预应力值是考虑防止管桩在运输、起吊、施工时开裂及防止打桩时桩尖的反弹拉应力引起开裂等情况制定的;B型和C型PHC桩的有效预应力值则是考虑产品在承受轴向力的同时承受更高侧向力和柱子的情况制定的。 PHC桩中预应力钢筋的有效预应力取决于钢筋的张拉值及预应力的损失值,钢筋中的预应力损失值由张拉端锚具变形(σ(?))、     

免蒸压PHC管桩混凝土自愈合性能试验研究

在生产和施工过程中,PHC管桩混凝土不可避免的会产生裂缝,对管桩耐久性产生不良影响。混凝土的自愈合性能是解决这一问题的可能方式,但针对PHC管桩混凝土的研究未见报道。为解决这一问题,针对免蒸压PHC管桩混凝土试件进行了专门研究,并与蒸压PHC管桩混凝土试件进行对比。研究结果表明,蒸压PHC管桩混凝土没有裂缝自愈合性能;免蒸压PHC管桩混凝土具有裂缝自愈合性能,且随着混凝土产生裂缝时的龄期增加,自愈合速度减慢;自愈合性能较为适宜的评价指标是混凝土抗压强度和电通量,不宜采用氯离子扩散系数。     

预制高强混凝土薄壁钢管桩力学特性与生产工艺

预制高强混凝土薄壁钢管桩(TSC桩)是在钢管内浇筑混凝土,经离心成型,混凝土抗压强度不低于80MPa,能够承受较大竖向荷载和水平荷载的新型基桩制品。在公称直径、钢管厚度、混凝土厚度相同时,TSC-Ⅱ型的桩身极限弯矩高于TSC-Ⅰ型,二者比值不变;公称直径、钢管材质相同时,随着钢管厚度的增大,桩身极限弯矩显著增大,并且随着TSC公称直径的增大,差值也增大。当钢管采用该规格中的最大壁厚时,TSC-Ⅰ型桩的极限弯矩是同规格C型PHC管桩的2.1~2.7倍,TSC-Ⅱ型桩的极限弯矩是同规格C型PHC管桩的2.7~3.4倍,TSC桩轴向承载力设计值是同规格C型PHC管桩的1.4~2.6倍。TSC桩的生产工艺主要包括钢管成型、混凝土搅拌和布料、离心成型、养护、检验等工序,其特殊的构造形式对钢管成型、布料和养护制度均提出了较高要求。