预应力混凝土空心方桩(谷风资料)
离心法预应力混凝土空心方桩
离心法预应力混凝土空心方桩好，今天咱们聊聊一种挺牛的建筑材料——离心法预应力混凝土空心方桩。
听起来是不是很高大上？简单说，它就是一种通过离心力把混凝土挤压成型的空心方形桩子，用来支撑大楼、桥梁、码头等等。
你可能会想，空心方桩？这不就是个大大的混凝土棒子吗？别急，我慢慢告诉你，肯定能让你对它刮目相看。
先说说这“离心法”。
顾名思义，就是利用旋转的力量。
咱们做个简单的比喻，小时候你们肯定玩过那个旋转木马上上车，围着那个中心转来转去。
想象一下，在那种高速旋转的状态下，你的身体是不是就像被粘在了木马上？好了，混凝土在高速旋转的过程中，也差不多是这种“被粘”现象。
转得越快，混凝土就被甩得越紧实，里面的水泥、沙子都被均匀分布，形成了强度高、质量好的桩体。
所以，这种桩子特别结实，像是经过了一次“强力洗礼”。
再说说“预应力”这个词，听起来是不是像个专业术语？其实它就是让桩子在生产过程中就提前拉紧。
就像你平时穿鞋带，绑得紧紧的，那鞋带就能牢牢固定你的鞋子，不容易松开。
同理，预应力混凝土空心方桩在生产时，会通过钢筋把它们拉紧，这样桩子在施工现场就能更好地承受负荷，不容易变形，能在各种恶劣环境下安然无恙。
空心方桩的形状其实也挺有讲究的，四四方方的，空间还空心的。
虽然看起来像个“豆腐干”，但空心的设计其实是为了减轻重量，方便运输和安装。
你要知道，这个桩子可不轻，单是全实心的混凝土桩子，搬运起来都让人喘不过气来。
空心的就好比你拿了一个中空的塑料瓶，里面充气后，拿在手里能省不少力气，施工起来效率高，成本也低。
说到底，谁都不想搬那么多重东西，大家都是有点懒的，哈哈。
这种空心的设计还能让桩子更具韧性。
比方说，在受到外界压力或者震动的时候，它的空心结构就能分散压力，避免局部发生裂缝。
你可以把它想象成一个“气垫”，任何外力一撞，它就像弹簧一样迅速把力给吸收了，减轻了对桩体的伤害。
这样一来，桩子能持续好多年都稳稳地支撑着建筑物，丝毫不松懈。
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。
预应力混凝土空心管桩
预应力混凝土空心管桩在现代建筑工程中，预应力混凝土空心管桩作为一种重要的基础桩型，凭借其独特的性能和优势，得到了广泛的应用。
它不仅为建筑物提供了稳定可靠的支撑，还在提高工程质量、缩短工期、降低成本等方面发挥着重要作用。
预应力混凝土空心管桩，顾名思义，是一种采用预应力技术制作的空心混凝土桩。
其主要由混凝土、预应力钢筋和端板等组成。
这种桩型的制作过程较为复杂，需要经过严格的工艺流程和质量控制。
首先，在原材料的选择上，要确保混凝土的强度和耐久性，预应力钢筋的强度和韧性也要符合标准。
接着，通过模具将混凝土浇筑成型，并在混凝土凝固前对钢筋施加预应力，以提高桩的承载能力和抗裂性能。
最后，经过养护和脱模等工序，制成成品桩。
预应力混凝土空心管桩具有许多显著的优点。
其一，它的承载能力高。
通过预应力技术的应用，使桩身能够承受更大的竖向荷载和水平荷载，从而满足高层建筑、大型桥梁等重大工程的需求。
其二，施工速度快。
由于管桩在工厂预制，质量易于控制，现场施工时只需将桩沉入地下即可，大大缩短了施工周期。
其三，经济性好。
相比其他桩型，预应力混凝土空心管桩在材料使用和施工成本方面具有一定的优势。
其四，适用范围广。
无论是在软土地基还是硬土地基，无论是在陆地还是水上，都能较好地适用。
在实际应用中，预应力混凝土空心管桩的施工方法主要有锤击法和静压法两种。
锤击法是利用桩锤的冲击力将桩打入地下，这种方法施工效率高，但噪声较大，对周围环境有一定影响。
静压法是通过静力压桩机将桩压入地下，其优点是噪声小、无振动，但施工速度相对较慢。
在选择施工方法时，需要根据工程地质条件、周边环境和施工要求等因素综合考虑。
为了确保预应力混凝土空心管桩的施工质量，需要在施工前进行详细的地质勘察，了解土层分布和物理力学性质，为桩型选择和施工方案制定提供依据。
在施工过程中，要严格控制桩的垂直度、桩位偏差和接桩质量等。
同时，还要对桩的承载力进行检测，常用的检测方法有静载试验和高应变动力检测等。
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。
预应力混凝土空心方桩共20页PPT资料
(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。
R p0 .8 5 fc ceA
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。
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。
(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2 a ' 时取为 2
a
', 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。
(3) 桩身结构受拉承载力设计值计算
Np fpy 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
NpkceftkA
3. 抗裂弯矩和抗弯弯矩的设计计算
(1)抗裂弯矩计算
M cr ce12ftk 3 W 0
专业资料：预应力混凝土空心桩有哪些堆放规定？
岩土专业资料：预应力混凝土空心桩有哪些
堆放规定？
预应力混凝土空心桩有哪些堆放规定？
1、堆放场地应平整坚实，最下层与地面接触的垫木应有足够的宽度和高度。
堆放时桩应稳固，不得滚动；
2、应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放；
3、当场地条件许可时，宜单层堆放；当叠层堆放时，外径为500～600的桩不宜超过4层，外径为300～400的桩不宜超过5层；
4、叠层堆放桩时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端0.2倍桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；
5、垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
预应力混凝土空心方桩设计简要介绍
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。
预应力混凝土空心方桩按混凝土的等级强度及混凝土承载面的大小可分为KFZ 、HKFZ 、TKFZ ，分别为预应力混凝土空心方桩、预应力高强混凝土空心方桩、薄壁预应力混凝土空心方桩，其中TKFZ 主要用于以纯摩擦桩为主的地质，而HKFZ 主要用于高层建筑上或有高耐腐蚀要求的地质情况，KFZ 与TKFZ 的混凝土强度等级为C60，HKFZ 的混凝土强度等级为C80。
空心方桩的外边长主要在300×300～1 000×1000之间，每50为一增量。
单节桩长可从6m ～60m 不等，每节桩之间通过特制的端头板进行连接，以满足不同的地质基础要求和设计承载力，接桩最长可达150m 。
[1]
空心方桩不适宜于在孤石和障碍物多、石灰岩地层、有坚硬隔层及从松软突变到特别坚硬的地层中施工，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。
2． 优点
桩身适宜的有效预压应力，不但可以防止空心方桩在搬运、吊装过程中产生裂缝，还有就是抵消沉桩过程中的拉应力。
当然过高的预应力也会诱发纵向裂缝，并且有效预压应力愈高，桩的轴向承载力也会有所降低。
因为桩是空心的、开口的，所以压桩入土的过程中，土体能挤入桩孔内一定深度而形成土塞，甚至使桩口完全闭塞，因而其承载力跟同断面的钢筋混凝土方桩一样，同时节约了材料。
另外，这种空心方桩在一些软弱土地基的工程中应用时，因为桩身开孔并能进一部分土，也在一定程度上减少了场地土的挤土效应以及对周边环境的影响。
土质较硬地基工程中，通过带桩尖解决沉桩问题。
空心方桩一般采用静压法施工，可以减少锤击造成的桩身拉应力，从而减少桩体配筋，也能减少环境燥声污染。
空心方桩比管桩有三点优越性:
(1) 外截面为方形比圆形更适宜堆放,空心方桩的方形截面比圆形更有利于接桩施
工，还有就是在在静压法施工中空心方桩不会像管桩那样容易被夹碎；
(2) 在相同面积的实体形状中，圆周长最小，即空心方桩截面的外周长一般比相同截
面积的管桩的周长大，可以通过简单的计算来说明。
对于以侧摩阻力为主的摩擦
桩和端承摩擦桩的桩型，空心方桩占有优势；
(3) 相同的截面积，空心方桩比管桩的截面惯性矩大些。
3． 设计计算方法[2]
在空心方桩中施加预应力主要为了运输、吊装过程控制裂缝产生，而基桩打入岩土中后，仅承受竖向荷载时，预应力不发挥作用。
张拉控制应力取0.70.73con ptk f σ=-，ptk f 为预应力钢筋强度标准值。
2.1 预应力损失的计算
空心方桩考虑四种引起预应力损失的因素，包括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以及混凝土的收缩和徐变。
当计算求得的预应力总损失值少于100MPa 时，取100MPa 。
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1l σ
1l s a
E l σ=
a -张拉端锚具变形和钢筋内缩值，可取1-3mm
l -张拉端至锚固端之间的距离 s E -预应力钢筋的弹性模量
(2) 放张之后的预应力钢筋的拉应力pt σ
1'pi
pt p
c
A n A σσ=+
pi σ-扣除1l σ的预应力钢筋初始的拉应力, 1pi con l σσσ=- c A -混凝土的截面积 p A -预应力钢筋的截面积 'n -放张时预应力钢筋和混凝土的弹性模量比
(3) 混凝土蒸汽养护引起的预应力损失3l σ
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4l σ
当0.5/0.7con ptk f σ<≤时，()40.125/0.5l con ptk con f σσσ=-
当0.7/0.8con ptk f σ<≤时，()40.2/0.575l con ptk con f σσσ=-
(5) 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失5l σ
'
545280115pc
cu
l f σσρ+=+
pc σ-受拉(压)区预应力钢筋合力点处的混凝土法向压应力
()34p pc pt l l c
A A σσσσ=--
'
cu f -放张时混凝土立方体抗压强度。