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岩土研究院

预制桩的类型、特点与适用条件

646 2022-07-18 10:26:35

1.普通钢筋混凝土预制桩

普通钢筋混凝土桩简称R.C.桩,属传统桩型,其截面多为方形(250mm× 250mm~ 500 mm× 500mm)。

R.C.桩宜在工厂预制,高温蒸汽养护。蒸汽养护可大大加速强度增长,但动强度的增长速度较慢,因此,蒸汽养护后达到了设计强度的R.C.桩,一般仍需放置一个月左右碳化后再使用。


2.预应力钢筋混凝土桩

预应力钢筋混凝土桩简称P.C.桩。对桩身主筋施加预拉应力,混凝土受预压应力,从而提高了起吊时桩身的抗弯能力和冲击沉桩时的抗拉能力,改善了抗裂性能,并可节约钢材。

P.C.桩的制作方法有离心法和捣注法两种。离心法一般制成环形截面,捣注法多为实心方形截面,也可采取抽芯办法制成外方带内圆孔的截面。为了减小沉桩时的排土量和提高沉桩贯入能力,往往将空心预应力管桩桩端制成敞口式。


预应力管桩在我国多数采用室内离心成形、高压蒸汽养护法生产,其标号可达C60以上。规格有 400、500两种,管壁分别为90mm、100mm,每节标准长度有8m、10m(丰台桥梁厂),也可按需确定节长。表1.3.1和表1.3.2列出几种规格预应力管桩的材料用量与桩身承载力。


3.锥形钢筋混凝土桩

锥形桩在沉桩过程中具有比等截面桩更多的对土的挤密效应,并可利用其锥面增大而形成的桩的侧面摩阻力,从而提高承载力。在桩身体积相同的条件下,其承载力可比等截面桩提高1~2倍,沉降量也有所降低。这种桩一般长度较小(L≤4m),多用于非饱和填土等软弱土层不太厚、对承载力要求不太高的情况。苏联于20世纪70年代对锥形桩进行过系统研究,我国也在少数工程中试用。表1.3.3所列为在我国保定地区进行的锥形桩与方形桩对比试验结果。


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4. 螺旋形钢筋混凝土桩

螺旋形R.C.桩系通过施加扭矩旋转置入土中,因而可避免冲击沉桩产生的噪声和振动污染。R.C.桩的螺旋叶片可提高桩侧阻力和桩端阻力。

当硬持力层较浅且上部土层很软时,可只在桩端部分设螺旋叶片。带螺旋叶片的桩端可用铸铁制成,用销子将其与钢筋混凝土桩管连接,或将铸铁叶片装在预制混凝土圆柱上(见图1.1.1)。


当持力层很深、桩的承载力主要靠发挥桩身摩阻力时,可将混凝土桩身做成全螺旋式。图1.3.1所示为日本研制的钢纤维混凝土制成的全螺旋预制桩。在混制桩身混凝土时,每立方米混凝土中材料的含量分别为∶水153kg,水泥480kg(水灰比为32%),砂603kg,石子1 056 kg,高强外加剂72 kg,高性能减水剂8.016 kg,钢纤维62.4 kg。混凝土28d后的抗压强度为100MPa。


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5.结节形钢筋混凝土预制桩

为防止地震时地基土的液化,可采用结节桩。在打结节桩时,桩周堆放一定量的砾石,桩沉入时桩身的结节将砾石带入土中(见图1.3.2),在桩周形成一个一定厚度的砾石圈。桩周的砾石既起排水作用,又可加速打桩引起的超孔隙水压力的消散,使桩的承载力能较快地达到稳定值,同时又能释放地震引起的超孔隙水压力,从而防止土的液化。试验还表明,结节形桩的承载力比普通桩高出30%~40%。日本在采用这种桩型方面有较多的经验。按日本Takenchi工程公司的经验,最大结节直径为500mm,桩身直径为400mm,桩最大入土深度为12m。


6.钻孔预制桩

为降低打桩引起的震动、噪声污染,避免打桩产生的挤土效应对周围建筑物的危害,或为解决打桩时硬层难以贯穿的难题,可采用钻孔植桩。钻孔植桩的工艺过程是先以适当的成孔机钻孔,然后将预制混凝土桩插入孔内。钻孔直径一般比预制桩直径大4~10cm,桩与孔壁间隙充填水泥浆。当地下水位低、采用干作业法时,将水泥浆先灌入孔中一定高度,将桩植入,水泥浆随即挤入桩壁间隙(见图1.3.3(a)、(b)、(c))。当地下水位高采用泥浆护壁时,则先以密度大于泥浆的水泥(砂)浆用导管灌入孔底将泥浆托起,然后植入预制桩,上部泥浆随之被挤出孔外(见图1.3.3(d)、(e)、(f))。



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