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摘 要:文章结合目前西安地铁车辆段运用库钻孔灌注桩基础设计情况,以西咸车辆段运用库为例,通过对国内PHC桩基础性能、应用、经济性的调查分析,提出了西安市地铁车辆段建筑采用PHC 桩基础的可行性思路.
关键词:地铁车辆段;钻孔灌注桩;PHC 桩;工程地质;承载力分析;高强混凝土管桩性能参数
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)10-0058-03
一、概述
PHC桩,即the prestressed high-intensity concrete(预应力高强混凝土),是由专业厂家生产,采用先张法预应力和掺加磨细料、高效减水剂等先进工艺,将混凝土经离心脱水密实成型,经常压、高压两次蒸汽养护而制成的一种细长空心等截面预制混凝土构件.成品PHC桩及生产工艺流程如下图:
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二、PHC 桩的特点
桩身强度高:PHC桩均采用C80以上的混凝土,采用先张法预应力制作,因而承压力高,能抵抗较大的抗裂弯矩.具有较强的工作性能,桩身能在严劣的施工环境下保持完好,大大减少裂桩、断桩事故的发生.
PHC桩由专业厂家大批量自动化生产,桩身质量稳定可靠.
PHC桩穿透力强,足够的压力下,可穿越较厚的砂质土层,确保桩端嵌固于较好的持力层.
静压施工时,施工现场简洁,无污染、无噪音,能保障文明施工.
由于PHC桩的单桩承载力相对较高,其环形截面所耗混凝土量较少,因而单位承载力造价最省.
三、地铁车辆段建筑桩基础设计情况
目前,西安地铁车辆段建筑桩基础设计均为钻孔灌注桩.现以地铁一号线西咸车辆段运用库桩基础为例,作如下介绍:
(一)西咸车辆段运用库工程概况
本工程为西安市地铁一号线一期工程(后卫寨—纺织城)西咸车辆段与综合基地运用库,主库为一层,层高6 . 8米;辅助分间为两层,一、二层层高分别为4 . 9米、3.9米.使用功能为停车检修和办公,主体结构总高度为12米.总长度为277.3米、总宽度为62.9米.基础为桩基.运用库主体结构体系为排架结构,辅助分间主体结构为框架结构,检修库主库屋盖采用网架结构.桩基设计等级为丙级.
(二)工程地质情况
根据详勘报告显示,场地内地质分部情况自上而下依次为:第1-1层为杂填土,厚度0.2~12.7米;第1-2层为素填土,厚度0.2~4.2米;第2-1层为黄土状土,厚度0.4~7.4米;第2-5-1层为中砂,分部在“2-1黄土状土”的中部;第2-4层为粉质粘土,厚度0.5~8.2米;第2-2层为中砂,厚度0.5~1.4米;第2-5-2层为中砂,厚度1.2~14.7;第2-6层为粗砂,最厚处10米.本工程地下水对混凝土结构无腐蚀作用.
(三)基础设计情况
依据以上工程情况与地质情况,设计基础采用机械旋挖成孔灌注桩,桩径为600mm,要求穿透第2-5-1中砂层,桩端持力层为第2-5-2层桩长不小于9m,且桩端进入持力层深度不小于4米,预估单桩极限承载力标准值为2000kN,试桩预估单桩极限承载力标准值为2400kN.桩身材料:混凝土,试桩为C35;工程桩为C30,钢筋φ(HPB235)、Φ(HRB335)级.
四、如西咸地铁车辆段运用库采用PHC 桩的可行性分析
首先PHC桩(预应力高强混凝土管桩)在下列条件不应使用,第一,对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地;第二,地下室或承台周边存在中等或严重液化土层的场地;第三,建筑结构无地下室(半地下室),且在承台周边存在软弱土层,结构高度超过28m(10层以上)的建筑;第四,建筑结构有一层地下室,且在地下室周边存在软弱土层,结构高度超过80m(25层以上)的建筑;第五,桩端持力层为中微风化岩、碎块状强风化岩、密实的碎卵石层,且桩端持力层以上土层均为淤泥质土层、淤泥层等软弱土层.
(一)地质情况分析
按照上述PHC桩不适用条件,本工程桩基穿过地层无对钢结构和混凝土有强腐蚀性地质,无淤泥质土层、饱和软黄土、中等或严重液化土层等不良地质,桩端持力层设计要求在第2-5-2中砂层,因此,工程地质情况满足PHC桩要求.
(二)如使用PHC 桩的承载力分析
PHC桩混凝土强度等级一般不低于C80,PHC桩选用高强度、低松弛的阴螺纹钢筋作为预应力主筋,使桩身具有较高的预压应力,其抗弯性能良好,PHC桩有卓绝的贯入性能,能穿透密实的砂层,能适应复杂的环境与地理条件.管桩按外径分为300mm、400mm、500mm、600mm、800mm和1000mm等规格.具体参数见表1.
依据设计预估单桩极限承载力标准值为2000kN,试桩预估单桩极限承载力标准值为2400kN,参照表1可采用外径500mm,壁厚100mm,A型PHC桩,完全能够满足西咸车辆段与综合基地运用库工程要求.
五、钻孔灌注桩与PHC 桩的经济比较
(一)钻孔灌注桩成本分析
钻孔灌注桩施工内容包括成孔、固壁;砼制作、运输、灌注、振捣、养护.钢筋笼工作内容包括钢筋笼加工、运输、吊装.依据西咸车辆段运用库钻孔灌注桩基础设计要求及地质情况,每米桩基组价如下:
钻土孔加护壁600元/m3,直径600mm桩基每米钻孔论文范文为3.14*0.3*0.3*600等于170元/m;土孔灌C30混凝,3 0 0 元/ m 3,充盈系数1.1,直径600mm桩基每米混凝土论文范文为3.14*0.3*0.3*300*1.1等于93元/m;按照设计,直径600mm钻孔灌注桩每米钢筋约为17.8kg,钢筋材料费及加工费按5.3元/kg,直径600mm桩基每米钢筋论文范文为17.8*5.3等于94元/m.
综上计算,每米直径600mm的成品钻孔灌注桩论文范文合计为170+93+94等于357元/m.
(二)PHC 桩成本分析
PHC桩目前的施工方法主要采用静力压桩,静力压桩是利用静压力(压桩机自重及配重)将预制桩逐节压入土中的压桩方法.这种方法节约钢筋和混凝土,降低工程造价,采用的混凝土强度等级可降低1~2级,配筋比锤击法可节省钢筋40%左右,而且施工时无噪音、无振动、无污染,对周围环境的干扰小.
因此,PHC桩的成桩论文范文包含PHC桩成品采购费及静力压桩施工费,按照目前西安市场论文范文,PHC桩(按外径500mm,壁厚100mm,A型计算)每米150元,静力压桩施工论文范文每米90元,合计240元/m.
六、结语
综上所述,以西安地铁一号线西咸车辆段运用库为例,基础设计钻孔灌注桩数量为410根,每根按20米计算,总工程量为8200m,以上分析钻孔灌注桩单价为357元/m,则总论文范文为8200*357等于2927400元.如采用PHC桩的单价为240元/m,总成本则为8200*240等于1968000元,成本可节约959400元.这仅仅是一个车辆段中的一个库就可节约成本近百万.除此之外PHC还可缩短工期1/3~1/2,且施工无噪音、无污染、环保性好.建议设计单位在综合考虑其他各方面因素的基础上,酌情采用.
参考文献
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[2] 马琳琳.预应力管桩的设计与施工[J].山西建筑,2004,(18).
作者简介:贺红(1980-),男,陕西西安人,西安地下铁道有限责任公司技术处工程师,研究方向:建筑结构.(责任编辑:耿春芳)
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钻孔灌注桩引用文献:
[1] 钻孔灌注桩论文范文 关于钻孔灌注桩类在职开题报告范文2万字
[2] 钻孔灌注桩论文范文 关于钻孔灌注桩方面毕业论文的格式范文5000字
[3] 钻孔灌注桩论文范文 钻孔灌注桩相关开题报告范文8000字