预应力混凝土空心方桩
预应力空心方桩施工方案
预应力空心方桩施工方案1. 引言预应力空心方桩是一种常用于桥梁、隧道和建筑物等工程中的结构元素，具有轻质、高强度的特点，能够提高结构的承载能力和抗震性能。
本文档旨在介绍预应力空心方桩的施工方案，包括桩基准备、钢筋制作、浇筑施工等方面的内容。
2. 桩基准备桩基的准备工作是预应力空心方桩施工的第一步，包括桩位的确定、基坑的开挖和地面处理等。
•桩位确定：根据设计图纸确定桩位，并在实地进行标定。
桩位应考虑地质情况、地下管线等因素，确保施工安全。
•基坑开挖：根据桩的尺寸和深度要求，使用挖掘机进行开挖。
开挖好的基坑要保持地面平整、坚实，并清除杂物。
•地面处理：对基坑周围的地面进行处理，包括铺设防尘布、固定护坡等措施，以保证施工期间的安全和施工质量。
3. 钢筋制作钢筋在预应力空心方桩中起着增强桩体抗拉能力的作用。
钢筋制作是确保桩体质量的关键环节，需要仔细操作。
•材料准备：根据设计要求选择合适的钢筋材料，并进行清理和加工。
钢筋的直径、间距等参数应符合设计要求。
•切割和弯曲：根据预应力空心方桩的形状和尺寸要求，将钢筋进行切割和弯曲，使其符合设计要求。
•预应力加工：根据设计要求，采用预应力加工设备对钢筋进行拉力施加，使其具有预应力能力。
•检查和验收：对制作完成的钢筋进行检查和验收，确保其质量达到设计要求。
4. 浇筑施工浇筑施工是预应力空心方桩的最后一步，包括模板安装、混凝土浇筑、养护等。
•模板安装：根据设计要求和钢筋的布置情况，安装合适的模板。
模板应牢固、平整，并满足桩体外形和尺寸的要求。
•混凝土浇筑：根据施工计划，在模板内放入预制钢筋，并进行混凝土浇筑。
浇筑过程中，应做好振捣和抹平等工作。
•预应力张拉：混凝土初凝后，进行预应力张拉。
根据设计要求，使用张拉设备进行张拉，使得钢筋获得预应力。
•养护：在预应力张拉后，对混凝土进行养护。
养护时间和养护方式应根据设计要求进行，以保证混凝土的强度和稳定性。
5. 施工安全措施预应力空心方桩的施工过程中，需注意施工安全，采取相应的措施来防止事故的发生。
预应力混凝土空心方桩(两篇)
引言：预应力混凝土空心方桩是一种在现代建筑领域中被广泛应用的构造元素。
它在基础工程及桥梁建设中起到了至关重要的角色。
本文将详细介绍预应力混凝土空心方桩的结构设计、施工方法、材料选择以及应用案例等方面的内容。
概述：预应力混凝土空心方桩是一种中空的矩形结构，它采用预先施加的预应力钢筋来增加桩的承载能力和抗震性能。
这种结构特点使得它在一些特殊工程中具有广泛的应用前景。
正文内容：1.结构设计1.1桩身横截面尺寸设计1.2预应力筋布置设计1.3预应力筋的张拉与锚固设计1.4桩身墩台连接设计1.5桩身预应力筋与混凝土的粘结设计2.施工方法2.1桩身布置及定位2.2预应力筋的张拉与锚固工艺2.3连续浇筑与防止裂缝的施工技术2.4表面保护措施的施工要求2.5桩身的养护工作3.材料选择3.1混凝土材料3.2预应力筋材料3.3粘结材料3.4保护层材料3.5其他辅助材料4.应用案例4.1桥梁工程中的应用案例4.2基础工程中的应用案例4.3地下管道工程中的应用案例4.4高层建筑工程中的应用案例4.5其他特殊工程中的应用案例5.前景与挑战5.1预应力混凝土空心方桩的前景5.2提升设计与施工水平的挑战5.3桩身材料的研究与发展5.4工程经验的总结与推广5.5监测与维护的重要性总结：预应力混凝土空心方桩作为一种先进的建筑材料和结构形式，在基础工程及桥梁建设中具有广泛的应用前景。
其结构设计、施工方法、材料选择以及应用案例等方面的研究与发展，将为今后的工程建设提供更加可靠和高效的解决方案。
需要克服相关技术难题，并积极总结经验，以确保这种新型结构在实际工程中的可行性和经济性。
引言概述:预应力混凝土空心方桩是一种用于承受大荷载的结构构件，其具有高强度、高刚度、重量轻、抗震性能好等优点。
本文将对预应力混凝土空心方桩的概念和构造特点进行介绍，然后从五个大点出发，分别阐述预应力混凝土空心方桩的材料要求、设计原则、施工技术、监测方法和应用领域，以及展望其未来发展方向。
预应力混凝土空心方桩
预应力混凝土空心方桩3 分类与标记3．1 分类和代号空心方桩按混凝土强度等级分为预应力高强混凝土空心方桩C80(代号PHS)和预应力混凝土空心方桩C60(代号PS)。
3．2 规格3．2．1 空心方桩示意图见图1。
说明：B——边长；D——空心直径；L——长度；t——最小壁厚。
图1 空心方桩示意图3．2．2 空心方桩常用规格见表1。
表1 空心方桩常用规格3．2．3 空心方桩按有效预压应力分为A型、AB型和B型，其有效预压应力值分别是：A型3．8MPa～4.2MPa，AB型5．7 MPa～6．3MPa，B型7．6MPa～8.4MPa。
空心方桩有效预应力计算方法见附录A。
3．2．4 空心方桩的长度包括桩身和端板。
3．3 标记空心方桩的标记如下。
3．4 标记示例边长500mm、空心直径310mm、最小壁厚95mm、长度12m、A型的预应力混凝土空心方桩的标记为：PS-500-310-95-12-A JG/T 197-20184 材料4．1 水泥宜采用强度等级不低于42．5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，并应符合GB 175的规定。
4．2 骨料4．2．1 细骨料宜采用天然中粗砂或人工砂，细度模数为2．5～3．2，采用人工砂时，细度模数应为2．5～3．5，并应符合GB/T 14684的规定，砂的含泥量应不大于1％，氯离子含量应不大于0．01％，硫化物及硫酸盐含量应不大于0．5％。
4．2．2 粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径宜不大于25mm，不应超过钢筋净距的3/4，并应符合GB/T 14685的规定，且含泥量应不大于0．5％，硫化物及硫酸盐含量应不大于0．5％。
4．2．3 对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的空心方桩，其所使用的骨料应符合现行相关标准的有关规定。
4．3 钢材4．3．1 预应力钢筋宜采用预应力混凝土用钢棒，并应符合GB/T 5223．3-2017表6中低松弛螺旋槽钢棒的规定，且抗拉强度应不小于1420MPa、规定非比例延伸强度应不小于1280MPa，断后伸长率应大于GB/T 5223．3-2017表7中延性35级的规定要求。
预应力空心方桩
质量检测与控制
外观质量检测
对方桩的外观质量进行检查，确保无裂缝、 蜂窝、空洞等缺陷。
承载能力检测
通过试验对方桩进行加载测试，检测其承载 能力和变形情况，确保满足设计要求。
尺寸精度检测
检测方桩的长度、宽度、高度、壁厚等尺寸 ，确保符合设计要求和相关标准。
材料质量检测
对使用的钢材、混凝土等原材料进行质量检 测，确保符合相关标准和设计要求。
CHAPTER 03
预应力空心方桩的优势与局限性
优势分析
高承载力
轻质高效
预应力空心方桩由于其特殊的制作工艺， 具有很高的承载能力，能够满足各类大型 建筑和基础设施的需求。
相比传统的实心桩，预应力空心方桩重量 更轻，便于运输和安装，可以大幅降低施 工成本和难度。
环保节能
抗裂性好
预应力空心方桩的生产过程采用高强度材 料和先进工艺，具有较长的使用寿命，减 少了资源浪费和环境污染。
开始得到广泛应用。
发展历程
随着材料科学和施工技术的不断进 步，预应力空心方桩的制造工艺和 性能得到了不断提升和完善。
发展趋势
未来，随着环保意识的提高和建筑 业的可持续发展需求，预应力空心 方桩将会更加注重轻质、环保和节 能等方面的性能提升。
应用领域
建筑工程
桥梁工程
水利工程
其他领域
高层建筑、大跨度结构 、工业厂房等。
质量检测
对方桩进行外观质量、尺寸精 度和承载能力的检测，确保符
合设计要求和相关标准。
制造材料
钢材
预应力空心方桩的钢材应选用高强度 、低松弛的钢绞线或高强度钢丝，以 保证足够的承载能力和耐久性。
混凝土
其他材料
包括模具、钢筋连接器、预应力锚具 等辅助材料，应符合相关标准和设计 要求。
预应力混凝土空心方桩施工工法(2)
预应力混凝土空心方桩施工工法预应力混凝土空心方桩施工工法一、前言预应力混凝土空心方桩是一种应用广泛的桥梁基础施工工法。
其通过预先施加预应力，使桩体在承受荷载时能够充分发挥受压能力，提高桩体的承载能力和抗震性能。
本文将详细介绍预应力混凝土空心方桩的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点1. 承载能力高：预应力混凝土空心方桩采用预应力技术，在施工过程中施加预应力，使桩体具有更高的承载能力和抗震性能。
2. 施工周期短：该工法采用预制混凝土方桩，在现场进行拼装和张拉，施工周期大大缩短，提高了施工效率。
3. 结构轻巧：相比于实心桩，空心方桩具有更轻的自重，能够减小桩基的自重荷载，降低地基沉降。
4. 高度可定制化：预应力混凝土空心方桩可以根据桥梁设计要求进行定制，适应不同的桥梁跨度和荷载条件。
三、适应范围预应力混凝土空心方桩适用于各类桥梁基础施工，尤其适用于大跨度、高速公路、铁路和水工建筑等工程。
它在强度、稳定性和耐久性方面具有优势，可以满足复杂工程的设计要求。
四、工艺原理预应力混凝土空心方桩的施工工艺基于以下几点原理：1. 预应力原理：通过在桩体中预埋钢束，并施加预应力，使桩体在荷载作用下能够充分发挥受压能力，提高承载能力和抗震性能。
2. 预制桩体原理：采用预制混凝土方桩，减少现场加固工作量，提高施工效率。
3. 拼装和张拉原理：在现场进行预制桩体的拼装和张拉，通过张拉钢束使桩体产生压应力，增加桩体的强度和刚度。
五、施工工艺1. 钢模制作：首先制作钢模，根据设计要求制作不同尺寸和形状的钢模。
2. 预制桩体制作：在钢模中进行混凝土浇筑，制作预制混凝土方桩。
待混凝土达到一定强度后，拆除钢模。
3. 桩体拼装和张拉：将预制桩体运至现场，并进行拼装。
将预埋在桩体内的钢束分别引出，通过张拉设备进行张拉，产生预应力。
4. 后期处理：进行桩体的后期处理，如消缝、防水等。
预应力空心方桩施工方案
预应力空心方桩施工方案预应力空心方桩是一种常用的基础施工方式，可以在复杂地质条件下提供较好的支撑和承载能力。
下面是一种预应力空心方桩的施工方案。
一、施工准备1. 确定桩点位置和桩号，按照设计要求进行标定。
2. 准备施工设备和工具，包括打桩机、焊接机、起重设备等。
3. 检查桩机和施工设备的运行状态，确保安全可靠。
4. 组织施工人员进行安全教育和技术培训，明确各自任务和责任。
二、桩机安装1. 根据设计要求安装桩机，确保其稳定可靠。
并检查桩机是否满足要求，如扭矩、垂直度等。
2. 进行试桩，检验桩机的质量和性能，保证施工质量。
三、钢筋制作和焊接1. 根据设计要求，制作预应力空心方桩的钢筋。
包括纵向钢筋和横向钢筋。
2. 对钢筋进行焊接，确保焊缝牢固可靠，不得出现明显的缺陷。
四、桩基施工1. 预先在桩孔内喷涂聚乙烯薄膜，防止桩侧土与水泥浆发生交互溶解。
2. 桩机定位准确后，进行振动沉桩，将桩机施工回转到设计位置。
3. 填充水泥浆，确保钢筋的悬挂和施工孔口的封闭。
4. 在施工孔中灌注混凝土，形成桩基。
5. 进行振动提桩，保证桩身的密实性和牢固性。
6. 预应力注浆管的安装和固定。
五、张拉预应力1. 在完成桩身施工后，进行桩身的张拉。
2. 进行预应力锚固，确保预应力的传递和保持。
3. 设计张拉力的大小和方式，根据桩的需求进行调整。
4. 进行张拉后，进行张拉锚固。
六、收尾工作1. 进行桩顶的修整和涂刷，使其符合设计要求。
2. 清理施工现场，将废弃物料清理干净。
3. 做好施工记录和档案整理，以备后期使用和维护。
以上是一种预应力空心方桩的施工方案，每个施工步骤都需要严格按照设计要求和相关标准进行操作，确保施工质量和工程安全。
同时，施工过程中需要加强施工人员的安全教育和技术培训，落实各项安全措施，确保施工顺利进行。
预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较
预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较首先，预应力空心方桩的特点是桩身为空心结构，并且预应力钢筋布置在桩身内部。
这种桩基的优点是抗扭刚度好，能够承受较大的水平力，适用于地震、风力等较大风险的工程场合。
此外，预应力空心方桩具有较高的安全系数，能够满足桩基在承受荷载时的变形和稳定性要求。
然而，预应力空心方桩施工复杂，需要专业的预应力施工技术和设备，施工周期较长，造价也相对较高。
实心方桩是一种桩身为实心结构的桩基。
和预应力空心方桩相比，实心方桩的施工工艺较为简单，施工周期较短，造价相对较低。
实心方桩适用于不需要承受较大水平力和抗扭刚度要求的工程场合。
实心方桩可以通过提高桩身截面的尺寸和增加钢筋配筋来增加桩基的承载能力。
实心方桩的缺点是其刚度较小，无法承受较大水平力，在地震、风力等风险较高的地区使用有一定的局限性。
空心管桩是将管状的钢模具沉入地下，然后在模具内部灌入混凝土形成桩基。
空心管桩适用于较浅的地下水位和地下土层较软的场合。
这种桩基的优点是施工简单快捷，适用范围广泛。
此外，空心管桩的成本相对较低且经济实惠。
然而，空心管桩的强度较低，抗桩身剪切能力相对较弱，只适用于不承受较大剪切力和水平力的场合。
综上所述，根据具体的工程需求和设计要求，选择预应力空心方桩、实心方桩或空心管桩都是合理的选择。
在抗扭刚度和抗剪强度要求较高的场合，预应力空心方桩是最适合的选择；在施工周期较紧迫和造价要求较低的情况下，实心方桩是较为经济实惠的选择；而在地下水位较浅、土层较软的场合，空心管桩是最合适的选择。
因此，在实际工程中，应根据具体的工程情况和需求进行选型，并结合经济性、施工工期和安全性等方面综合考虑，选择最合适的桩基型式。
预应力混凝土空心方桩20页PPT
当 0.7 con/fptk0.8时， l4 0 .2c o n/fp tk 0 .5 7 5c o n
(5) 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 l 5
l5
45
280
pc
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1 15
pc pt l3l4
Ap Ac
(6) 预应力钢筋的有效拉应力 p e
peptl3l4l5
l1
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Es
(2) 放张之后的预应力钢筋的拉应力 p t
pt
pi 1 n ' Ap
pi conAcl1
(3) 混凝土蒸汽养护引起的预应力损失 l 3
此项预应力损失值理论上为零,实际计算中，一般考虑此项损失的 数值为15-40Mpa。
(4) 低松弛预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失 l 4
当 0.5 con/fptk0.7时， l4 0 .1 2 5c o n/fp tk 0 .5c o n
桩身结构受压承载 力
桩身结构受拉承载 力
抗裂弯矩 抗弯弯矩
抗裂弯矩 抗弯弯矩
2.1 预应力损失的计算
参考文献参考了《混凝土结构设计规范》以及《先张法预应力混凝土管桩》 中的有关条文，本文对于空心方桩的预应力损失和有效预压应力的计算进 行研究得出以下公式。
(1)张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 l 1
(1) 桩基竖向承载力计算
Q u k Q s k Q p k uq s i k l i q p kA j A n
-桩端土塞效应系数，其计算公式如下，采用封闭桩尖时取值为1。
当 hb / d 5 时， 0.16hb/d
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-桩端土塞效应系数，其计算公式如下，采用封闭桩尖时取值为1。
当 hb / d 5 时， 0.16hb / d
当 hb / d 5 时， 0.8
敞口部分的端阻力类似于钢管桩的承载机理，引入入桩端土塞效应 系数，借鉴《建筑桩基技术规范》钢管桩的公式。
Contents
1
简介
2
优点
3 设计计算方法
4 继续研究内容和问题
1.简介
❖ 预应力混凝土空心方桩是专业工厂采用先张法预 应力、离心成型和蒸汽养护等工艺制成的一种细 长的外方内圆等截面预制混凝土构件，运至工地 接长并沉入地下成为建(构)筑物的基础。
❖ 其适用的地层为流塑、软塑状态的软弱地基，持 力层宜为粘土层、砂层、深埋基岩，以及强风化 岩层或风化残积土层较厚的地层，尤其适用于软 弱土层较厚的地基。
混凝土的等级强度及混凝土承载面的大小
TKFZ
KFZ-----预应力混凝 土空心方桩
HKFZ---预应力高强 混凝土空心 方桩
TKFZ---薄壁预应力 混凝土空心 方桩
2.优点
1
2
3
桩身适宜 的有效预
压应力
桩是空心 的、开口
的
静压法施 工
空心方桩
管桩
空心方桩比管桩有三点优越性:
1 fc Dx f py Ap
Mu
f
py
Api
hi
x 2
4.继续研究内容和问题
复杂受力状态分析
以上的公式仅是在轴心受压，轴心受拉及纯弯作用下预应 力混凝土空心方桩的强度条件和抗裂条件值，但对于预应 力混凝土空心方桩在其他复杂状态下如偏心受压，偏心受 拉等情况，则就不知道强度条件和抗裂条件值，这就对 于设计或施工中判断桩在复杂的受力状态下是否满足强度 和刚度条件带来困难。因此通过对各种受力状态：偏心受 压、偏心受拉、轴心受压、轴心受拉和弯矩进行强度条件 和刚度条件的分析，得出了桩在各种受力状态下的力学性 能曲线，供设计和施工参考。
(2) 桩身结构受压承载力设计值计算 桩身结构受压承载力就是桩身最大允许轴向承压力。
Rp 0.85 fc ce A
桩身结构受压承载力设计值要不小于相应于承载能力极限状态下荷载 效应基本组合单桩所受的竖向压力设计值。当桩身结构受压承载力与 桩土协同工作承载力相近时，桩的设计最经济。
(3) 桩身结构受拉承载力设计值计算
外截面为 方形比圆 形更适宜
堆放
预应力混凝土空心方桩
相同的截面积，空心方桩比 管桩的截面惯性矩大些
截面的外 周长一般 比相同截 面积的管 桩的周长
大
3.设计计算方法
预应力损失
张拉端锚具变形和 钢筋内缩
混凝土蒸汽养护
预应力钢筋的应力 松弛
混凝土的收缩和徐 变
桩基竖向承载力 桩身结构承载力
桩基竖向承载力
N p f py Ap
桩身结构受拉承载力设计值要不小于相应于承载能力极限状态下荷载 效应组合单桩所受的竖向拉力设计值。
桩身不允许开裂的情况下，受拉承载力还应进行如下计算
Npk ce ftk A
3. 抗裂弯矩和抗弯弯矩的设计计算
(1)抗裂弯矩计算
Mcr ce 1 2 ftk 3W0
pc
fc'u
115
pc pt l3 l4
Ap Ac
(6) 预应力钢筋的有效拉应力 pe
pe pt l3 l 4 l5
(7) 混凝土有效预压应力 ce
ce
pe
Ap Ac
2.2 桩基竖向承载力和桩身结构承载力设计计算
对于计算桩的承载力一般采用“土壤力学方法”，它的基本原理是:桩对下压 荷载的总抗力等于表面摩擦力和底端抗力两个分量之和。参考文献估算方 法是桩基规范采用的经验参数法，即根据土的物理指标与承载力参数之间 的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值。
社, 2005 [4] 方育平. 预应力混凝土空方桩的力学性曲线. 河港工程[J]，1995
当 0.5 con / f ptk 0.7 时， l4 0.125 con / f ptk 0.5 con
当 0.7 con / f ptk 0.8 时， l4 0.2 con / f ptk 0.575 con
(5) 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 l5
l5
45
280
l1
a l
Es
(2) 放张之后的预应力钢筋的拉应力 pt
pt
pi
1 n ' Ap
pi con Ac l1
(3) 混凝土蒸汽养护引起的预应力损失 l3
此项预应力损失值理论上为零,实际计算中，一般考虑此项损失的 数值为15-40Mpa。
(4) 低松弛预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失 l 4
配套工作
新材料
新工艺
新技术
空心方桩的价 格、沉桩费用 的组成需补充 定额;依据产品 标准，完善国 家级或省一级 的图集，图集 要有权威性。
磨细石英砂、 磨细洁净建筑 砂、优质粉煤 灰、碎石砂
离心成形混凝 土空心方桩的 无浮浆工艺和 离心混凝土余 浆的综合利用
沉桩机械的开 发，既可实施 端部前置式液 压又可中心顶 压
桩身结构受压承载 力
桩身结构受拉承载 力
抗裂弯矩 抗弯弯矩
抗裂弯矩 抗弯弯矩
2.1 预应力损失的计算
参考文献参考了《混凝土结构设计规范》以及《先张法预应力混凝土管桩》 中的有关条文，本文对于空心方桩的预应力损失和有效预压应力的计算进 行研究得出以下公式。
(1)张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 l1
(2)桩的抗弯弯矩计算
根据空心方桩的特点提出了几点假定条件:
(l)受压区预应力钢筋不参与抗弯;
(2)受拉区钢筋全部达到屈服;
(3)受拉区的混凝土不参加工作;
(4)当混凝土受压区高度小于2a'
时取为
2a',
a
'
表面受压边缘的距离;
(5)桩截面配筋率适中或较低，但不宜小于0.35%；
(6)预应力钢筋设计强度值不考虑材料分项系数。
问题
沉桩过程中拉应力的产生原因，静压法为什么 会减小拉应力？
参考文献
[1] 朱建舟.节能型预应力混凝土空心方桩的特性与应用. 交流平台[J]，2006. [2] 王广宇. 预应力混凝土空心方桩成套技术研究. 中国建筑科学研究院博士
学位论文，2007. [3] 徐至钧, 李智宇. 预应力混凝土管桩基础设计与施工. 北京机械工业出版