CN103726490A - 一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，可用于混凝土预制空心桩静载试验时单桩竖向极限承载力不满足试桩最大加载量时提高混凝土预制空心桩的承载力。混凝土预制空心桩设计时，不考虑填芯影响，桩身承载力满足实际设计要求；在静载检测时考虑填芯影响，桩身承载力满足试桩最大加载量要求，便于根据检测结果确定并适当提高混凝土预制空心桩抗压承载力设计值；此外，其填芯长度根据桩身检测最大加载量及桩侧阻力确定。该方法适用于静载试验确定混凝土预制空心桩单桩竖向极限承载力标准值时桩身抗压承载力不足的情况。该方法简单、易行且有效，更可以根据检测所得到的单桩竖向极限承载力适当提高单桩承载力特征值，节省了工程造价。

Description

一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法
技术领域
本发明涉及一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，适用于建筑结构设计领域。
背景技术
高层建筑常用的桩基础一般采用混凝土预制桩和灌注桩两种型式。预制桩又可分为预制空心桩（含空心管桩和空心方桩）和预制实心桩，由于在混凝土及钢材用量、生产速度上预制空心桩比预制实心桩有明显的优势，
因此在无特殊要求并满足设计要求的前提下，选用预制桩时总是优先选用预制空心桩。而相对于灌注桩而言，预制空心桩有以下优点：（1）单桩承载力高；（2）施工速度快，工地环境良好。因此，一般的高层建筑均优先选用预应力高强混凝土空心桩。预制混凝土空心桩相对于同直径的灌注桩单桩承载力高，同时又节约了大量的混凝土与桩身配筋，具备一定的经济性。尽管如此，预制混凝土空心桩桩身抗压承载能力小于相同直径的灌注桩，同时由于预制混凝土空心桩桩身混凝土强度等级已采用高强混凝土（一般为C80）,预制混凝土空心桩并不能像灌注桩一样通过提高桩身混凝土强度等级及桩身配筋来提高桩身抗压承载力，这就会导致在对单桩抗压承载力要求较高的时候（特别是要用试桩确定单桩承载力时）无法使用预制混凝土空心桩。因此很有必要研究提高预制混凝土空心桩抗压承载能力的有效且简便的方法。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种提高混凝土预制空心桩桩身抗压承载力的方法，解决桩基检测时混凝土预制空心桩桩身抗压承载力不足的问题。
技术方案：一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，其特征在于：采用静载试验确定混凝土预制空心桩竖向极限承载力时，采用混凝土填芯提高混凝土预制空心桩抗压承载能力。
混凝土预制空心桩设计时，不考虑填芯影响，桩身承载力满足实际设计要求；在静载检测时考虑填芯影响，桩身承载力满足试桩最大加载量要求，便于根据检测结果确定并适当提高混凝土预制空心桩抗压承载力设计值；此外，其填芯长度根据桩身检测最大加载量及桩侧阻力确定。
混凝土预制空心桩设计时，不考虑填芯影响，其抗压承载力设计值满足：
Figure BDA0000453541620000021
式中S为传至桩顶的荷载效应基本组合，N为桩身抗压承载力设计值，
Figure BDA0000453541620000023
为基桩成桩工艺系数，fc1为桩身混凝土轴心抗压强度设计值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积；
静载检测时，其抗压承载力标准值满足：
Figure BDA0000453541620000022
式中Sd为试桩最大加载量，Nk为桩身抗压承载力标准值，
Figure BDA0000453541620000024
为基桩成桩工艺系数，fck1为桩身混凝土轴心抗压强度标准值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积，a为桩身敞口内填芯混凝土强度折减系数，fck2为桩身敞口内填芯混凝土轴心抗压强度标准值，Ap1为桩身敞口内填芯混凝土面积；
填芯混凝土的长度需满足：
Figure BDA0000453541620000031
l=Σli
式中up为桩身周边长度，qsia为第i层岩土桩侧阻力特征值，li为第i层岩土的厚度，l为填芯长度。
有益效果：本发明采用填芯提高混凝土预制空心桩竖向极限承载力，适用于静载试验确定混凝土预制空心桩单桩竖向极限承载力标准值时桩身抗压承载力不足的情况。该方法简单、易行且有效，更可以根据检测所得到的单桩竖向极限承载力适当提高单桩承载力特征值，节省了工程造价。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
（1）根据建筑设计图纸，进行上部结构初步设计，根据计算结果及地勘报告，确定预制混凝土空心桩桩型；混凝土预制空心桩设计时，不考虑填芯影响，其抗压承载力设计值满足：
式中S为传至桩顶的荷载效应基本组合，N为桩身抗压承载力设计值，为基桩成桩工艺系数，fc1为桩身混凝土轴心抗压强度设计值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积；
（2）根据地勘报告及试桩的无效段情况，确定试桩最大加载量；
（3）根据土层分布情况及最大加载量确定填芯混凝土的长度，使在静载检测时，混凝土预制空心桩抗压承载力标准值满足：
Figure BDA0000453541620000041
式中Sd为试桩最大加载量，Nk为桩身抗压承载力标准值，为基桩成桩工艺系数，fck1为桩身混凝土轴心抗压强度标准值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积，a为桩身敞口内填芯混凝土强度折减系数，fck2为桩身敞口内填芯混凝土轴心抗压强度标准值，Ap1为桩身敞口内填芯混凝土面积；
填芯混凝土的长度需满足：
Figure BDA0000453541620000042
l=Σli
式中up为桩身周边长度，qsia为第i层岩土桩侧阻力特征值，li为第i层岩土的厚度，l为填芯长度。
（4）根据检测结果，确定单桩抗压承载力特征值，进行桩基基础设计。

Claims (3)

1.一种提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，其特征在于：采用静载试验确定混凝土预制空心桩竖向极限承载力时，采用混凝土填芯提高混凝土预制空心桩抗压承载能力。
2.如权利要求1所述的提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，其特征在于：混凝土预制空心桩设计时，不考虑填芯影响，其抗压承载力设计值满足：
式中S为传至桩顶的荷载效应基本组合，N为桩身抗压承载力设计值，
Figure FDA0000453541610000014
为基桩成桩工艺系数，fc1为桩身混凝土轴心抗压强度设计值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积；
静载检测时，其抗压承载力标准值满足：
Figure FDA0000453541610000012
式中Sd为试桩最大加载量，Nk为桩身抗压承载力标准值，为基桩成桩工艺系数，fck1为桩身混凝土轴心抗压强度标准值，σpc为桩身混凝土有效预压应力，Aps为桩身混凝土截面面积，a为桩身敞口内填芯混凝土强度折减系数，fck2为桩身敞口内填芯混凝土轴心抗压强度标准值，Ap1为桩身敞口内填芯混凝土面积。
3.如权利要求2所述的提高混凝土预制空心桩抗压承载力的方法，其特征在于：填芯混凝土的长度需满足：
Figure FDA0000453541610000013
l=Σli
式中up为桩身周边长度，qsia为第i层岩土桩侧阻力特征值，li为第i层岩土的厚度，l为填芯长度。
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