预应力实心方桩与管桩、预制方桩对比资料
预应力空心方桩与实心方桩、空心管桩经济型比较
目录一、2007年全国建设行业科技成果推广项目 (1)二、预应力空心方桩与实心方桩的性价对比 (2)（一）质量 (2)（二）积土 (2)（三）施工 (2)（四）工程造价 (2)（五）承台造价 .................................................................... 错误!未定义书签。
三、300预应力空心方桩与400管桩的性价对比 (3)四、400预应力空心方桩与500管桩的性价对比 (5)五、预应力空心方桩与预应力管桩的桩身质量分析（特别做抗拔桩使用） (7)六、性价比示例计算——降低基础造价追求性能卓越 (8)七、附表 (I)（一）实心方桩、PHC管桩、预应力空心方桩综合性价对比表 (I)（二）同等规格桩型混凝土方量差异计算 (III)（三）公司案例 (IV)（四）公司荣誉 (V)一、2007年全国建设行业科技成果推广项目二、预应力空心方桩与实心方桩的性价对比（一）质量实心方桩的生产过程为纯手工操作，包括混凝土搅拌、喂料、振捣、绕笼等，人员操作的随意性，决定了其质量难以保证，在运输及施工中的破损率极高，质量波动比较大，工程质量难以保证。
而预应力空心方桩采用了目前最先进的混凝土构件生产工艺，从混凝土的搅拌开始包括喂料、离心、绕笼、蒸养等，全部为电脑控制，机械化作业，又加上预应力空心方桩本身的混凝土强度比较高，承载力比较大，所以空心方桩的自身成桩质量非常优越，在运输及施工中的破损率极低，远小于实心方桩，能充分保证工程质量。
（二）积土实心方桩的积土量，理论上讲就是压入地面以下的桩的体积，对于土质比较硬或四周有建筑物的地段，由于积土的影响，会造成后期沉桩的困难，或对四周建筑物的质量造成不良影响，所以各施工单位在沉桩的过程中，总是想尽一切办法来减少积土，以免造成不良后果。
而预应力空心方桩，由于采用了空心的形状，在沉桩的过程中，土质能进入到空心部位，不但提高了空心方桩的自身承载力，而且也有效减少了积土。
管桩对比 450
500管桩与400实心方桩对比对比主要有三方面：桩数、承台混凝土用量和含钢量。
一.工程概况：商丘市某小区26层建筑，剪力墙结构，工程总建筑面积17580.28㎡，建筑平面图如下：根据地质报告提供的相关数据，在同一栋楼下面设置不同的桩进行如下比较：1.500管桩采用桩筏基础：结构采用预应力管桩PHC 500 AB 100-20b桩型，桩间距为2.0m共221根桩，长20m，总长为4420m；筏板厚度取1300mm，筏板面积为852㎡，筏板钢筋为双层双向22@150，混凝土用量为1107.6立方,用钢量大约为56吨,单桩竖向抗压承载力特征值以1500Kn,施工图如下：单桩承载力计算如下：2.450实心方桩承台基础：结构采用450桩型，单桩竖向抗压承载力特征值以1650Kn,桩间距为2.1m，共203根桩，长20m，总长为4060m；筏板厚度取1300mm，筏板面积为852㎡，筏板钢筋为双层双向22@150，混凝土用量为1107.6立方,用钢量大约为56吨,单桩竖向抗压承载力特征值以1650Kn,施工图如下：单桩承载力计算如下：二．结论由于本案是26层的建筑，根据《高层混凝土结构设计规范》及其相关规范和实际经验分析：1.因为层数比较高，荷载比较大，剪力墙布置比较密，从受力和规范来讲，做承台基础基本实现不了。
所以只有考虑做cfg筏板基础或者是桩筏基础。
2.由于本案是预制桩型的对比：500管桩单桩承载力和400实心方桩的筏板厚度、钢筋大小以及面积都相差不大，所以用钢梁和混凝土量都差不多，因此本案主要是桩长决定了两者的造价；从平面桩的布置图可以算出：500管桩桩总长为4420m450方桩桩总长为4060m如果都按照每米140元算的话，他们的差价如下：500管桩桩总长为4420m 4420x140=618800元450方桩桩总长为4060m 4060x140=568400元因此450方桩造价要低50400元。
离心方桩与管桩的优势比较
离心方桩与管桩的优势比较空心方桩与其他桩型及管桩的性能比较1、各类桩型的性能比较现有市场上用得比较多的是沉管灌注桩、混凝土预制桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩等，在以上集中桩型中预应力混凝土管桩因工厂预制、混凝土强度高、施工便捷、周期较快等优点而得到大量的使用，而沉管灌注桩等因其需要现场制作，质量难以保证，环境污染严重，不适合用于有较厚软土层地质，易发生颈缩现象，施工周期很长，所以其已逐渐为市场所淘汰，如广东省建委就明确规定不得使用沉管灌注桩，浙江省建设厅也已下文限制沉管灌注桩的使用。
钻孔灌注桩因高的承载力和能适应复杂地质而有较强的生命力，但是这种桩型在施工时需要处理外抽的泥浆，环境污染相当严重，国内外的城市建设中已经较少采用，而且其制作成本相当高，故一般工业民用建筑上相对用得较少。
预制混凝土方桩的优缺点已述，不再重复，但有一点值得一提，就是它的施工破损率很低，这也是我们开发生产预应力空心方桩的出发点之一；同时，因其是实心的，自重较大，在施工时有时常出现桩身的裂纹，使桩的耐久性不良；而通过结合离心与预应力技术，加上内部空心，新开发的空心方桩就完全克服了这一弊端。
目前市场上，工业、民用建筑用得相对较多的是预应力混凝土管桩，它克服了以往所用桩型的缺点而具有自身特点，但缺点也很明显：外表光滑呈圆形，特别是在作为摩檫桩使用时，与土的摩檫力小，许多工程上不得不使用外径大的管桩或干脆使用实心方桩，加大了工程造价；薄壁管桩的抗弯性能较差，尤其是桩身的抗剪力、抗拉性能差，给建筑的基础埋下了隐患，所以在最近的国家预应力混凝土管桩调研会上已明确传出信息，要对管桩的抗剪、抗拉性能做出规定并在重点工程中慎用管桩，会议上各专家对外表为方型或多边形的桩型进行了论证与展望，希望我国能想西方发达国家靠拢，开发出外表为多边形或变径型的基桩材料，预应力混凝土空心方桩正是出于此目的而开发的。
2、空心方桩与管桩性能比较空心方桩相对于其它桩型，特别是预应力混凝土管桩而言，其突出的优点在：①外表面积大且成方型或多边角型，在土层中桩体与土的休止角比圆型的外表大得多，这就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力，为工程省下大量的基础资金；②通过对比情况来看，350的空心方桩的桩本身承载力要相当于500外径的厚壁管桩，每KN承载力造价要低于预应力混凝土管桩，这意味着设计人员在同样的设计承载力下可优选方桩，而350的空心方桩市场售价比500外径的厚壁管桩要少，可省下一大笔材料费；③方桩的理论计算抗剪力是同等管桩的2-3倍，据日本建设省的实际测试，是管桩的4.5倍，这说明空心方桩的抗震性能非常优越，很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物基础中推广使用；④空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩施工破损率低的特点，高强混凝土配上方形的头部，比管桩有更好的耐冲击性能，和小得多的桩头破损率；方形比圆形有更大的焊接周长，充分保证每节桩之间的有效焊接强度，大大减小了方桩在施工中出现接头脱焊或位移现象，使成桩质量更优；⑤方桩的外形更容易开发出非焊接的快速连接头，能真正做到全天候施工，施工更快捷，可避免在高地下水位中出现焊接桩头开裂现象。
管桩与方桩性价对比
预应力高强度混凝土管桩与预制混凝土方桩
性能价格对比分析
一、价格对比：
二、性能分析：
根据上海地区地质构造特点和桩的性能，预制混凝土方桩采用第5层作持力层，该层层底埋深不均，厚度差异大，造成力学性能不稳定，在基础设计时为有效控制建筑物沉降问题，常采用减小承载力设计值和加大承台的方法来解决，因而增大了基础部分的造价。
与预制混凝土方桩相比，PHC预应力混凝土管桩由于采用了先张法生产、离心成型和压蒸养护等先进工艺，桩身混凝土密实、强度高、耐打性好，对持力层起伏变化大的地质条件适应性比预制混凝土方桩强，通常采用第6-7层作持力层，甚至可穿透第7层到第8层来取得更大的单桩竖向承载力，施工质量保证，设计安全性高。
综上所述，PHC预应力混凝土管桩比预制方桩的技术先进、质量保证、安全适用、经济合理，在提高整个基础工程质量的前提下，可降低成本20%以上。
PHC管桩和预制方桩受力性状试验对比分析
1引言
预应力高强混凝土管桩（以下简称 PHC 管桩） 具有施工速度快、价格低、承载力高、质量稳定、 养护时间短、施工方便等诸多优点，在东南沿海地 区得到了广泛使用。研究桩的荷载传递机制，对合 理进行桩基的设计、施工和试验都具有重要意义。 目前国内外对一般的预制桩（混凝土方桩）和 PHC 管桩的对比研究较少，本文通过某电厂 2 组埋有钢 筋应力计的试桩（一组为预制方桩，另一组为 PHC 管桩）的静载荷试验，对比研究 PHC 管桩与预制方 桩在轴向荷载作用下荷载传递规律和受力特性的异 同、桩侧摩阻力与桩端阻力共同承担外荷载的相互 关系以及它们的发挥过程和分布规律。
第 11 期
张忠苗等：PHC 管桩和预制方桩受力性状试验对比分析
3061
2.3 桩位布置及试桩参数 试桩的桩位布置见图 1，钢筋应力计的埋设位
置见图 2（b），试桩参数及试验结果见表 2，其中试 桩 S2−1 和 S3−1 的钢筋计的埋设深度完全相同。从表 2 可以看出，PHC 管桩的桩身周长比预制方桩的大 4.67 %，可以认为桩长相同条件下两种类型的桩 外侧面积近似相等，所以相同深度断面间的轴力差 就能反映两类桩桩身侧摩阻力的大小关系。PHC 管桩的净截面积比方桩小 16.4 %，而 C80 的初始 弹性模量比 C40 大 16.9 %，计算可得 PHC 管桩的 初始弹性抗压刚度与方桩几乎相等。当应力较小时 （ σ c ≤ 0.3 fc ），混凝土可视为处于弹性阶段，变形 模量一直等于初始弹性模量；当应力较大时，混凝 土处于弹塑性阶段，变形模量随着应力增加而减 小[5]。C80 的抗压强度比 C40 大 87.96 %，随着桩 顶荷载的增加，方桩桩身混凝土比 PHC 管桩先进 入弹塑性阶段，当方桩在加载到 3726 kN 而 PHC 管桩加载到 4 347 kN 时，二者上半段桩身都进入弹 塑性阶段，因此方桩桩身变形模量比管桩先减小， 导致其桩身抗压刚度比 PHC 管桩先减小。
预应力空心方桩与实心方桩、空心管桩经济型比较
目录一、2007年全国建设行业科技成果推广项目 (1)二、预应力空心方桩与实心方桩的性价对比 (2)2（一）质量 ............................................................................................................2（二）积土 ............................................................................................................2（三）施工 ............................................................................................................2（四）工程造价 ....................................................................................................（五）承台造价 .................................................................... 错误!未定义书签。
三、300预应力空心方桩与400管桩的性价对比 (3)四、400预应力空心方桩与500管桩的性价对比 (5)五、预应力空心方桩与预应力管桩的桩身质量分析（特别做抗拔桩使用） (7)六、性价比示例计算——降低基础造价追求性能卓越 (8)七、附表 (I)（一）实心方桩、PHC管桩、预应力空心方桩综合性价对比表 (I)（二）同等规格桩型混凝土方量差异计算 (III)（三）公司案例 (IV)V （四）公司荣誉 ...................................................................................................一、2007年全国建设行业科技成果推广项目项目编号项目名称完成单位证书编号2007001 载体桩成套技术波森特岩土工程20070472007002 DX多节三岔挤扩灌注桩中阔地基基础技术中阔基础工程200704220070432007003 离心法预应力混凝土空心方桩桩业股份2007056 2007004 建筑新型桩基技术市建筑科学研究院20070632007005 WFB混凝土密肋空心楼盖航凯建材技术大学结构工程研究所200703920070402007006 锻造外六方直螺纹钢筋连接套筒易达钢筋连接技术2007041 2007007 罗宝外墙保温装饰系统技术罗宝建筑节能材料2007071 2007008 PUB·S-I聚氨酯保温板外墙外保温系统嵊州市科达新型建材2007068 2007009 TF聚氨酯硬泡绝热阻燃复合板天丰钢结构20070552007010 ZTS环保型多功能复合保温板应用技术众天墙材高新技术开发天硕建材工业200700120010022007011 XR无机保温材料及其在外墙外保温中的应用技术裕宸科技20070032007012 HS-ICF复合墙外墙外保温体系鸿盛建筑材料制造20070572007013 瑞易通硬泡聚氨酯外墙外保温体系及屋面保温防水体系瑞易通建设工程20070072007014 IDL膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统德科振邦科技发展2007034 2007015 康能膨胀聚苯板外墙外保温系统沛琅化学建材2007016 2007016 康能胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统沛琅化学建材2007017二、预应力空心方桩与实心方桩的性价对比（一）质量实心方桩的生产过程为纯手工操作，包括混凝土搅拌、喂料、振捣、绕笼等，人员操作的随意性，决定了其质量难以保证，在运输及施工中的破损率极高，质量波动比较大，工程质量难以保证。
预应力空心方桩与管桩的对比
预应力空心方桩与预应力管桩的比较
1、预应力空心方桩外表面积大，更适合做摩擦桩。
在以软土为主
的地质情况下,桩的绝大部分承载力由桩的外表面积产生的摩擦力提供，外表面积越大就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力。
2、节约承台造价。
(详细见后面的各种桩型对比)
3、挤土效应小。
比如,预应力400空心方桩较之预应力500空心管桩，
进入土体的体积要小，产生的挤土效应要小，因而贯入度更高（即打桩更易），同事对临近的桩之间及对附近建筑物的破损概率降到最低。
4、沉桩垂直度更易控制，施工破损率非常低。
按规范操作要求，沉桩时桩身垂直度偏差不得超过0.5%，在使用经纬仪校准时，因预应力方桩四面垂直相交可做参照物，其垂直校准精度较高。
注：预应力空心方桩生产工艺、施工工艺与预应力空心管桩一样，生产周期短（3天可运至工地使用），采用锤击、静压法均可施工。
预应力空心方桩结合了预应力空心管桩和预制实心方桩两者的特点。
管桩和空心方桩对比
管桩和空心方桩的对比分析目前在市场上部分厂家非客观的反映空心方桩的综合性能比管桩优越，一味的诋毁管桩，否定管桩在地基基础应用上的成果和认可，通过和山东省内有经验的勘察、设计大师、部分管桩生产厂家、预制桩施工单位做沟通交流，特从预制桩的发展历程到施工上的真实表现，以作如下客观的反映现状：一、预制桩的发展历程介绍：50年代我国大部分预制桩为实心混凝土方桩，到了60年代研发了空心方桩、预应力空心方桩（采用振动、抽芯式工艺），后因其产品本身缺陷被预应力混凝土管桩取代。
98年云南中技公司开始试生产离心法空心方桩，并在一些小型民用建筑中试用，同时颜小荣申请了相关专利(其专利号200410040717.5一种离心法蒸汽养护制造预应力高强混凝土空心方桩的方法)，后被别人无效。
贾燎在2003年12月也申请了专利，专利号为200320116232.0一种离心砼方桩及成型模具。
中国建筑科学研究院副院长黄强在2005年1月申请了专利，专利号为CN200520001774.2预应力混凝土空心方桩及桩尖，颜剑鸣、泰州海恒建材机械有限责任公司等个人和企业均在07年之前申请了相关空心方桩的专利。
相关书籍早在02年就已经有详细介绍，如阮启楠在2002年所著的《预应力混凝土管桩》。
2006年上海中技开始仿效管桩离心方法制作空心方桩，在生产和使用过程中质量问题频繁，在上海及周边有一定的市场，但此桩种及相关标准至今仍不成熟。
2007年上海中技桩业有限公司在其基础上再一次申请专利，专利号为ZL200710068545.6。
但是离心空心方桩由于其钢筋混凝土的保护层、最小配筋率、桩身混凝土截面的不均匀性、法向应力作用不均等一些技术指标不符合国家规范的要求，桩身的成桩质量得不到控制，施工时造成烂桩率偏高且以专利的名义在市场上哄抬价格，垄断市场，所以一直得不到推广应用。
目前只能应用于一些非重要民用建筑工程基础及较大面积的软基础加固，基础改善处理等工程，国家重点工程极少使用空心方桩。
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一、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩工艺对比
二、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩造价对比分析
三、预应力混凝土方桩与预制混凝土方桩对比
四、预应力混凝土方桩安装施工
五、预应力混凝土方桩相关检测报告
一、预应力混凝土方桩与预应力混凝土管桩对比
降低成本
—1、接桩采用无端板连接技术
无端板（无焊接）技术为预制桩行业的革新技术。
—2、生产工艺成熟且更优化
与管桩相比，生产工艺几乎相同，只是预应力混凝土方桩将生产工艺中“喂料、张拉、蒸汽养护、脱模”这四步骤工序集合到了一起，在对产品质量更有保证前提下，大大提高了生产效率、大大减少了人工成本。
—3、无需灌芯
与管桩相比，预应力混凝土方桩在与承台连接时，无需放钢筋笼、无需灌芯，可节省整体基础造价，一次成型。
接桩方便快捷
管桩端板焊接连接上下两节桩需要10分钟，弹卡式连接接头无需焊接，接桩时直接对接连接，接桩速度很快，上下接桩时桩头面上及弹卡螺孔采用环氧树脂进行密封防腐，完全保护住钢铁材质的连接件不受外界环境酸碱性的侵蚀。
抗拔优势明显—预应力混凝土方桩主筋可直接锚入承台
弹卡式连接接头可直接将锚固筋拧入其中，使得锚固筋与预应力主筋在同一轴线上。
在作为抗拔桩使用时，响应《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第293页8.5.12所提到的：预应力筋必须锚入承台。
同时《建筑地基基础设计规范》P293页中8.5.12提到，作抗拔桩使用时应慎用预应力混凝土管桩，因为预应力管桩作为抗拔桩使用时，出现了数起桩身抗拔破坏的事故，主要表现在主筋镦头与端板连接处拉脱，管桩的接头焊缝因为暴露在地下水中其耐久性也有问题。
二、预应力方桩与预应力管桩造价对比分析
上海某医院新建项目抗压桩原设计500预应力管桩18450米，抗拔桩原设计500预应力管桩22960米。
现用400预应力混凝土方桩替代，承台部分及灌芯部分的造价对比如下：
1、承台造价对比
（承台厚度按0.8m计算）
对比桩型承台
类型
承台编号
体积
（m3）
差量
（m3）
差量
百分比
差价（元）
按1000元/ m3
400预应力方桩500预应力管桩四桩
承台
400
预应力方桩
3.872
2.178 36% 2178
500
预应力管桩
6.05
400预应力方桩代替500预应力管桩，每个四桩承台混凝土带钢筋量可节约
2.178m3，可节约资金2178元，节约百分比为36%。
(a)按单个4桩承台混凝土方量（带钢筋）计算，国家规范承台桩间距≥3.5d/4.0d
计算，承台厚度按80cm计算：
500管桩：（3.5×0.5+0.5+0.5）×（3.5×0.5+0.5+0.5）×0.8 = 6.05 m3 400方桩：（4.0×0.4+0.4+0.4）×（4.0×0.4+0.4+0.4）×0.8 = 4.608 m3每个承台可节约的方量为：6.05 - 4.608 = 1.442 m3
混凝土（带钢筋）按1000元/m3计算：1.442×1000 =1442元
(b)4桩承台（每根桩长28米）的桩总长度：28×4 =112米
承台节约的造价换算到用桩米数上：1442÷112 =12.875元/米
(c)如承台下用桩量有22960米，承台节约造价12.875×22960=295610元。
(d)2、填芯造价对比
预应力管桩桩顶与承台连接剖面图
㈠500管桩抗压，桩长43米250套，医技病房楼，用桩量10750米，
⑴填芯配筋②号筋——10根18mm二级钢筋，③号筋——8@150，
⑵填芯采用C40微膨胀混凝土，深度H=2m，托板采用5mm圆薄钢板，
⑶填芯部分综合造价152元，折合到桩长上152÷43=3.5元/米，
⑷400预应力方桩无需填芯，则可节约3.5×10750=37625元。
㈡500管桩抗压，桩长35米220套，门诊急诊感染楼，用桩量7700米，
⑴填芯配筋②号筋——10根18mm二级钢筋，③号筋——8@150，
⑵填芯采用C40微膨胀混凝土，深度H=2m，托板采用5mm圆薄钢板，
⑶填芯部分综合造价152元，折合到桩长上152÷35=4.3元/米，
⑷400预应力方桩无需填芯，则可节约4.3×7700=33110元。
㈢500管桩抗拔，桩长28米820套，地下室，用桩量22960米，
⑴填芯配筋②号筋——10根20mm二级钢筋，③号筋——8@150，
⑵填芯采用C40微膨胀混凝土，深度H=4m，托板采用5mm圆薄钢板，
⑶填芯部分综合造价340元，折合到桩长上340÷28=12.1元/米，
⑷400预应力方桩无需填芯，则可节约12.1×22960=277816元。
㈣采用400预应力方桩替代500预应力管桩，填芯可节约348551元。
3、本项目预算可节约295610+348551=644161元，总用桩量41410米，折合每米节约15.55元/米。
三、预应力混凝土方桩与预制混凝土方桩对比
1、降低造价
预应力高强混凝土方桩桩端无需安装钢帽，采用无端板技术。
主筋采用预应力钢棒，比传统螺纹钢性价比更高。
2、接桩方便
预应力高强混凝土方桩无需焊接（省去耗电、省去焊条、省去人工），常规焊接法接桩需耗时10分钟左右，机械连接接桩仅需1分钟。
3、接头防腐
预应力高强混凝土方桩使用环氧树脂进行密封防腐，连接处铁件不外露，有效保护了连接件不受地下水等环境的腐蚀，使用寿命更长。
4、与基础连接方便
预应力高强混凝土方桩可将锚固筋直接拧入螺帽内，无需焊接，并使得锚固筋与预应力主筋在同一传力轴线上，直接锚入基础。
5、工艺成熟稳定
预应力高强混凝土方桩，结合了预应力高强管桩和传统预制方桩之优点，采用工厂先张法、蒸汽养护，生产效率远高于传统预制方桩，桩身混凝土强度C50-C80，传统预制方桩采用自然养护，桩身混凝土强度仅C30。
四、预应力混凝土方桩安装施工
图1 图2
图3图4
图5图1 工厂堆场一隅
图2 施工现场堆放及施工
图3 桩头（封盖、安装插杆）特写图4 浇注防腐材料
图5 桩身对接
五、预应力混凝土方桩相关检测报告。