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引言

隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，我國的建筑施工技術(shù)也有了明顯的進(jìn)步，特別是近幾年來，由于建筑行業(yè)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)被應(yīng)用到了建筑施工當(dāng)中，新技術(shù)的出現(xiàn)對傳統(tǒng)的施工技術(shù)帶來了很大的改變，解決了很多傳統(tǒng)工藝的技術(shù)問題。同時，一些新工藝和新產(chǎn)品的應(yīng)用，還極大地提高了建筑的施工效率。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為傳統(tǒng)的樁基類產(chǎn)品，在較長時間內(nèi)推動著建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，但是隨著建筑業(yè)的發(fā)展和人類對生活質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)管樁的局限性逐漸凸顯，如抗拔承載力、特殊地質(zhì)區(qū)域等使用的局限性?；旌吓浣铑A(yù)應(yīng)力混凝土管樁的研究與應(yīng)用，不僅推動了建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時也大大提高了產(chǎn)品的使用性能，較大程度地克服了傳統(tǒng)樁基產(chǎn)品的使用弊病。

1 研究背景與意義

日本于1983年開發(fā)出ST樁、PRC樁并得到了推廣應(yīng)用，作為強(qiáng)震地帶的國家對樁基類產(chǎn)品的更新和樁基類產(chǎn)品施工工法的研究與應(yīng)用均走在前列，如消除樁側(cè)負(fù)摩阻力技術(shù)、樁與基礎(chǔ)的半剛接連接減震技術(shù)等。而混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的研究與應(yīng)用是在建筑領(lǐng)域工應(yīng)用的創(chuàng)新突破。同時也將填補(bǔ)傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁用于支護(hù)工程及高抗剪要求區(qū)域的空白。

混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁中加入一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，形成一種新型混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，也稱為PRC樁。如圖1所示。

圖1 PRC樁結(jié)構(gòu)示意及照片

通過對混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抗彎性能的試樣，提出了混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁抗裂彎矩和抗彎承載力標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值、抗剪承載力及抗裂剪力的理論計(jì)算方法。

2 主要性能的測試與分析

混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在傳統(tǒng)管樁的基礎(chǔ)上設(shè)置了非預(yù)應(yīng)力鋼筋，大大地提升了構(gòu)件的抗彎、抗剪等性能。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與GB/T 13476—2009《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》規(guī)定值相比，抗裂彎矩提高了5%～10%，彎矩設(shè)計(jì)值平均提高了15%～20%，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下延性增加了8%～30%，樁身豎向抗壓承載力設(shè)計(jì)值提高了10%～20%。裂縫寬度減小了50%，極限彎矩的破壞形式為受壓區(qū)混凝土壓碎破壞，相比傳統(tǒng)管樁受拉區(qū)鋼筋斷裂大大降低了裂縫開裂時限。試驗(yàn)結(jié)果對比見表1。荷載情況如圖2所示。

表1 抗彎與抗裂性能

試驗(yàn)結(jié)果表明，與GB/T 13476—2009《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》規(guī)定值相比，在工作條件下裂縫寬度減少了50%，為解決管樁作為受彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件時的裂縫寬度、耐久性控制設(shè)計(jì)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，也說明混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的延性得到大幅度地提升。

圖2 荷載情況

3 工程應(yīng)用分析

綜合混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的各種性能特點(diǎn)，產(chǎn)品的使用方式多樣化，不僅可單獨(dú)使用，還可與傳統(tǒng)管樁產(chǎn)品組合使用，應(yīng)用范圍也由工業(yè)與民用建筑輻射至水利、市政等領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍也擴(kuò)展到錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)、抗浮設(shè)計(jì)、建筑淺埋基礎(chǔ)、橋梁樁基、防浪護(hù)岸等工程。對軟土場地、復(fù)雜土層選用PRC樁，可減少施工爆樁和開挖產(chǎn)生的斷樁問題。如圖3所示。

圖3 PRC樁在軟土與復(fù)雜土層中的應(yīng)用

4 結(jié)語

混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁采用混合配筋方式，提高了離心預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身承載力，提高了管樁的延性和耐久性，為拓寬預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用范圍，如在水利、交通等領(lǐng)域工程的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。與傳統(tǒng)管樁相比，PRC樁具有較好的抗彎承載力和延性，可根據(jù)工程設(shè)計(jì)條件與施工要求單獨(dú)使用，也可與其他型號的預(yù)應(yīng)力管樁組合使用，具有較好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益。