预应力管桩抗拔桩抗裂如何验算
桩基抗拔裂缝计算
桩基抗拔裂缝计算
首先，需要确定桩的抗拔能力。
桩的抗拔能力与桩的尺寸、深度以及桩材料的强度属性等因素有关。
通常情况下，桩的抗拔能力可以通过计算桩的抗拔承载力来确定。
桩的抗拔承载力可以通过静力试验、动力试验或者数值模拟等方法进行测定。
静力试验可以通过加载试验，测定桩受力变化规律，进而计算出桩的抗拔承载力。
在进行桩基抗拔裂缝计算时，还需要考虑荷载的作用方式。
荷载可以是持续的静力荷载，也可以是变化的动力荷载。
对于静力荷载，可以通过计算桩的剪应力和弯矩等来分析桩体的抗拔稳定性。
对于动力荷载，需要考虑到振动荷载对桩体的影响，进而评估桩体的抗拔稳定性。
在进行桩基抗拔裂缝计算时，还需要考虑土壤的力学性质。
土壤的力学性质包括土壤的抗拔性质和抗折性质。
通常情况下，土壤的抗拔性质可以通过进行室内试验或者现场试验来确定。
抗折性质可以通过破坏试验来进行测定。
土壤的力学性质对于桩基抗拔裂缝的计算是非常重要的，对于桩基的选取和计算结果都会有重要的影响。
在进行桩基抗拔裂缝计算时，还需要考虑桩体与土壤之间的相互作用效应。
桩体与土壤之间的相互作用效应包括桩体与土壤的摩擦力和桩体与土壤的相互阻力等。
桩体与土壤之间的相互作用效应对于桩基抗拔裂缝计算是非常重要的，可以通过实测数据和数值模拟等方法进行评估。
综上所述，桩基抗拔裂缝计算是一个复杂的工程问题。
需要考虑桩的抗拔能力、荷载的作用方式、土壤的力学性质以及桩体与土壤之间的相互作用效应等因素。
通过合理的计算方法和可靠的试验数据，可以评估桩基的抗拔裂缝能力，提供合理的设计建议。
抗拔桩裂缝计算(修)
10
D
22
22
@
220
mm
2、裂缝计算
桩抗拔承载力标准组合值N=
680
kN
构件受力特征值
按照砼规7.1.2编制，主要参数如下：
类型
受弯、偏心受压 偏心受拉 轴心受拉
αcr 构件受力特征系数，按表7.1.2-1采用； 钢筋砼
1.9
2.4
2.7
αcr=
2.7
预应力砼
1.5
-
2.2
ψ
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ<0.2时，取ψ=0.2；当ψ>1时，取ψ=1； 对直接承受重复荷载的构件，取ψ=1；
ψ= 0.300
σsk
按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构 件纵向受拉钢筋的等效应力，按本规范第7.1.3条计算；
σsk= 178.9 N/mm2
≤
fsk= 360
OK
Es 钢筋弹性模量，按本规范表4.2.4采用；
Es= 200000 N/mm2
cs
最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm）：当c<20时，取c=20;当c>65 时，取c=65；
cs=
50
mm
ρte
按有效受拉钢筋截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρte <0.01时，取ρte=0.01；
ρte= 0.010
有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯，偏心受压和
Ate 偏心受拉构件，取Ate=0.5bh+(bf-b)hf，此处，bf,hf为受拉翼缘的宽度，高度；(本表 格仅编制矩形截面或圆形截面，轴心受拉情况)
预应力混凝土管桩抗拔承载力计算
预应力混凝土管桩抗拔承载力计算摘要：介绍了预应力混凝土管桩抗拔承载力的计算过程和需要考虑的方面。
关键词：预应力混凝土管桩；抗浮；抗拔Abstract: the article introduces the prestressed concrete pipe pile bearing capacity of the process and pull out of the need to consider.Keywords: prestressed concrete pipe pile; Anti-uplift; Resistance to pull1工程概况预应力管桩由于单桩承载力高、施工便捷、造价较低、桩身质量稳定而广泛用于基础工程。
将其用于抗拔桩使用时，在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝，抗裂性能好，从而提高了桩身的耐久性。
XX广场位于上海市浦东新区，川沙路东侧，庙港绿地南侧，浦东运河西侧。
总建筑面积52575.6平方米，地上建筑面积24407.7平方米，地下建筑面积28167.9平方米。
地下两层，地上3～5层。
基础采用桩基础。
根据岩土工程勘探报告，预制桩的设计参数如表1所示。
单桩承载力设计参数表1根据本工程的特点，通过对比后，最终确定抗拔桩采用PHC500AB100-27，参考图集为《预应力混凝土管桩》（图集号10G409）。
2PHC管桩抗拔设计2.1土体提供的竖向抗拔承载力计算根据表1，桩端持力层为⑦1层砂质粉土，可得出PHCAB500管桩单桩抗拔承载力设计值Rtd=680kN。
2.2桩身结构强度验算抗拔桩竖向承载力除了满足桩土相互作用的抗拔承载力外，还需满足PHC 管桩自身桩身结构强度要求。
根据国标图集《预应力混凝土管桩》（图集号10G409）式6.4.2，Ao=A+[（Es/Ec）-1]Ap=3.14X(5002-3002)/4+(2X105/3.8X104-1)X11X90=129820mm2 σce=6.59MPaNk=σceAo=855kN试桩时按不出现裂缝控制时Nk=(σce+ftk)Ao=(6.59+3.11)X129820=1259kN2.3接桩焊缝连接强度验算上下节管桩之间的接头连接做法一般分为机械快速接头和坡口对接围焊接头两种，上海地区常用做法是坡口对接围焊接头。
10G409预应力管桩抗拔承载力计算2021
1 设计条件 1.1 桩选型及选用图集
抗拔桩采用 PHC 500 AB 100 - 22 选用图集为 《预应力混凝土管桩》（图集号10G409）
1.2 1.2.1 1.2.2
1.2.3
配筋信息、几何参数及材料属性
外径 R= 500 mm
内径 r= 300
= 2*450/(pi()*300*0.3*0.8)
K= 0.8 fn= 0.3
N/mm2
（此项参照《江苏省管桩规程》3.6.4-6） （此项参照《江苏省管桩规程》3.6.4-6）
（10G409图集P41，注7，参照《江苏省管桩规程》3.6.4-6，引入系数K）
= 3.98 m
根据国标图集《预应力混凝土管桩10G409》的要求，填芯混凝土长度不小于 3 米。(图集P42，注6）
钢筋强度标准值的0.9 倍。
N=0.9*fyk*As1
（此式与10G409图集P41，注8的计算公式，数值相同）
= 0.9*400*1884
= 678240 N
= 678
kN
Nk= N/1.35= 502 kN
··
2.2 桩身结构强度验算
2.2.1 抗拔桩竖向承载力除了满足桩土相互作用的抗拔承载力外， 还需满足 PHC管桩自身桩身结构强度要求。
根据国标图集 《预应力混凝土管桩》（图集号 10G409）
Ao= A+[(Es/Ec)-1]Ap
（10G409图集P7， 6.4.2 ）
= 125664+(200000/38000-1)*990 = 129885 mm2
= 3= 646798 N
= 646
kN
抗拔桩裂缝宽度验算
抗浮桩裂缝宽度验算：抗浮桩设计参数：桩径：600mm，主筋8Φ22 保护层厚度50mm 混凝土强度C30ωmax=ɑcrΨбsk/Es（1.9c+0.08dep/ρte）其中：ωmax 最大裂缝宽度，取0.2mmɑcr 构件受力特征系数Ψ裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数Ψ=1.1-0.65f tk/（P te. бsk）f tk混凝土轴心抗拉强度标准值бsk钢筋受拉应力Es 钢筋弹性模量C 钢筋保护层厚度P te 钢筋配筋率由P te=Ag/Ap=3040/282600=0.01076d/ P te=22/0.01076=2044.6mmбsk=Ng/Ag=700000/3040=230.3N/mm2Ψ=1.1-0.65f tk/（P te. бsk）=1.1-0.65×2.01/（0.01076×230.3）=0.573ωmax=2.7×0.573×230.3/（2×105）×（1.9×50+0.08×2044.6）=0.46 〉【ωmax 】=0.2mm 不符合设计要求将桩主筋调整为14Φ22，混凝土强度改为C35计算参数如下：桩径：600mm，主筋14Φ22 保护层厚度50mm 混凝土强度C35ωmax=ɑcrΨбsk/Es（1.9c+0.08dep/ρte）其中：ωmax 最大裂缝宽度，取0.2mmɑcr 构件受力特征系数Ψ裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数Ψ=1.1-0.65f tk/（P te. бsk）f tk混凝土轴心抗拉强度标准值бsk钢筋受拉应力Es 钢筋弹性模量C 钢筋保护层厚度P te 钢筋配筋率由P te=Ag/Ap=5319.2/282600=0.0188d/ P te=22/0.0188=1170.2mmбsk=Ng/Ag=700000/5319.2=131.60N/mm2Ψ=1.1-0.65f tk/（P te. бsk）=1.1-0.65×2.01/（0.0188×131.60）=0.572（0.522）ωmax=2.7×0.572×131.60/（2×105）×（1.9×50+0.08×1170.2）=0.175 mm 〈【ωmax 】=0.2mm 符合设计要求设计说明：1、局部基础底板设置抗浮桩：2、抗浮桩主筋采用焊接接头。
抗拔桩以及抗拔工程桩如何进行裂缝控制及配筋
对抗拔桩以及抗拔工程桩如何进行裂缝控制及配筋。
1.按相关规范的公式计算的裂缝为近似值。
2.如果裂缝控制计算配筋量太大或桩截面内钢筋间距无法满足要求，则可虑如下方法设计：1）施加预应力首选考虑4根非预应力钢筋，做成骨架，然后采用无粘结预应力钢绞线，根据抗拔力进行计算，根据抗拔力计算大小考虑预应力，做法如图所示。
钢绞线锚固方式分为两种：一、在桩顶锁定。
二、在承台顶锁定，比较方便，但应考虑防水问题。
优点：（1）由于钢绞线强度较高，钢筋用量较少，比较经济。
（2）由于预应力的作用，桩体侧向微膨胀，摩阻力增大。
缺点：（1）工艺较复杂。
2）钢绞线外套钢管。
3）增加配筋量。
3.其它1）非腐蚀性环境中的抗拔桩，当桩身裂缝宽度满足设计要求，为提高其耐久性，可将桩身竖向主筋直径增加3mm，作为防腐蚀余量；2)预应力混凝土管桩因增加钢筋直径有困难，考虑其钢筋直径较小，耐久性差，所以裂缝控制等级应为二级，即混凝土拉应力不应超过混凝土抗拉强度设计值。
桩身不允许出现裂缝，抗拔钢筋增加防腐蚀余量的目的在于保证建筑物足够长的使用寿命，而不仅是保证设计使用年限中的安全。
3)腐蚀性环境中，考虑桩身钢筋耐久性，预应力混凝土管桩出现了数起桩身抗拔破坏的事故，主要表现在主筋墩头与端板连接处拉脱，同时管桩的接头焊缝耐久性也有问题，因此，在抗拔构件中应慎用预应力混凝土管桩。
必须使用时应考虑以下几点：（1）预应力筋必须锚入承台；（2）截桩后应考虑预应力损失，在预应力损失段的桩外围应包裹钢筋混凝土；（3）宜采用单节管桩；（4）多节管桩可考虑通常灌芯，另行设置通长的抗拔钢筋，或将抗拔承载力留有余地，防止墩头拔出。
4)承受拔力的桩基，应同时验算群桩基础的抗拔承载力。
经计算，圆形截面桩正方形布桩16桩以下承台及承台梁下单排、双排桩，当桩中心距为3.5d时，群桩实体周边的边长大于各基桩周边长度之和，即不存在群桩抗拔控制计算的情况。
下表列出正方形布桩不同承台桩数时群桩实体周边边长与各基桩周边长度之和相等时的n值（n为桩中心距与桩径的比值）。
抗拔桩身裂缝宽度验算
PHC管桩有效预应力全解
PHC 管桩有效预应力、允许承载能力、抗裂弯矩、极限弯矩、抗剪和抗拉强度理论计算方法严志隆一、 有效预应力（Effective pre-stress ）（参照JISA5337方法计算） 此方法主要考虑PHC 管桩混凝土的弹性变形、混凝土徐变、混凝土收缩及预应力钢筋的松弛等因素引起的预应力损失。
(1) 先张法张拉后，混凝土压缩变形后预应力钢筋的拉应力c ppipt A A n '1+=σσ 式1式中：pt σ——先张法张拉后，混凝土压缩变形后，预应力钢筋（建立的）拉应力，N/mm 2；pi σ——预应力钢筋初始张拉时，（千斤顶施加的）张拉应力，N/mm 2； 现预应力筋的b σ＝1420 N/mm 2，2.0σ＝1275 N/mm 2。
千斤顶预应力张拉时，控制应力取值：29947.014207.0mm N b =⨯=⨯σ； 或22.010208.012758.0mm N =⨯=⨯σ；按JISA5337要求，上述控制应力值取两者之中小者，即994N/mm 2。
（关于实测钢筋屈服强度2.0σ，屈服点s σ，抗拉强度b σ 的问题）图1 预应力钢筋受拉的应力-应变曲线p A ——预应力钢筋的截面积，mm 2；现以Ф500×100mm 管桩为例，A 级配筋为Ф9.2mm×10根，则226406410mm mm A p =⨯=。
c A ——管桩混凝土截面积，mm 2。
Ф500×100mm 管桩混凝土截面积为125700 mm 2。
'n ——放张时，预应力钢筋和混凝土的弹性模量比，预应力筋弹性模量取2×106(Kg·f/cm 2)，混凝土的弹性模量取4×105(Kg·f/cm 2)，则510410256'=⨯⨯=n 。
23.9690255.0199412570064051994mm N pt =+=⨯+=σ （关于有资料用3×105Kg·f/cm 2，而后期管桩为4×105Kg·f/cm 2的问题）(2) 因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=∆211''ϕσσεϕσσϕpt cpt cp cpt p n E n 式2 式中：ϕσp ∆——因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失，N/mm 2； cpt σ——张拉后的混凝土预（压）应力，N/mm 2；294.41257006403.969mm N A A c ppt cpt =⨯=⋅=σσ 'n ——预应力筋和混凝土的弹性模量比，'n 取5；ϕ——混凝土徐变系数，ϕ取2.0；c ε——混凝土收缩（干缩）率，c ε取1.5×10-4，即100005.1； p E ——预应力钢筋弹性模量取2×106(Kg·f/cm 2)=1.96×105N/mm 2。
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预应力管桩抗拔桩抗裂如何验算？
浏览次数：53日期：2010年7月3日11:35
摘要：
以上海某工程为例说明。
对抗拔桩需进行裂缝核算。
以Rd´＝630kN为例，采用抗拔桩PHC B 400 80 30（9Ф10.7）（上海预应力管桩图集，即：桩径400mm，壁厚80mm，桩长30m）。
由于预应力主筋采用强度标准值为1420MPa的异型钢棒，张拉控制应力σcon＝0.7f Ptk＝0.7×1420＝994MPa，则抗拉力设计值N＝
9×π×10.72/4×994/1000＝804kN＞630kN，满足要求。
抗裂验算分二级考虑。
按一级严格不出现裂缝考虑：混凝土有效预压应力σ＝7.15MPa，由于π×（4002－2402）/4×7.15/1000＝574.7kN＜630kN，则不能满足。
此时按二级一般要求不出现裂缝考虑：
（1）不考虑预应力钢筋时对C80混凝土，f t＝2.2MPa（f tk＝3.11MPa），则（2.2＋7.15）×π×（4002－2402）/4/1000＝751.6kN＞630kN，能够满足要求；
（2）试桩时要求达到极限承载力630×1.6＝1008kN。
根据变形协调条件：Δσc/E c＝Δσp/E p，有Δσp＝Δσc×E p/E c=（7.15＋3.11）×2×105/（3.8×104）＝54MPa，考虑预应力筋的存在，则f＝Δσp×A p＋Δσc×A c＝54（9×π×10.72/4）/1000＋（7.15＋3.11）[π×（4002－2402）/4－9×π×10.72/4]/1000＝860.1kN＜1008kN，则试桩将出现裂缝。
裂缝计算时σsk=（1008－7.15A te）/（A S+A P），计算得ωmax＝0.65mm，由于试桩是短期拉拔，短期裂缝ω＝ωmax/1.5＝0.43mm，基本满足要求0.4mm的规范要求。
注：此例所取抗拔力用于2007年初上海普陀区某商住两用，审图通过，勘察院认可，为同类型当年上海所取抗拔力最高值。
普陀区是上海土质相对较好区域，同行不宜随便取用。
目前比较可靠的PHC500取到Rd'＝550kN（上海带两层地下室时）。
目前像江苏省已经不允许用PHC桩作为抗拔桩使用，主要还是由于施工时焊接质量不能保证，满足焊接要求的话一根桩至少要焊20分钟左右，往往不现实。
国外已经推行法兰连接，希望国内相关科研部门予以研究并推出新的图集予以提高相关发展。
上述符号按混凝土结构设计规范和上海地基规程。