鋼管混凝土樁

1、鋼管混凝土樁摘要：主要介紹了鋼管混凝土樁在工程中的運(yùn)用，介紹了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用情況，從承載性能、經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行了論述，對鋼管混凝土樁與鋼筋混凝土樁進(jìn)行了對比分析，以期使鋼管混凝土樁得到廣泛應(yīng)用，舉例了鋼管混凝土承臺樁在工程中（主要在抗震方面）的運(yùn)用。在軟土覆蓋層很厚的地區(qū)建造超高層建筑，以及建造跨水橋梁、碼頭等重要建筑時(shí)，常采用50M70M的超長樁。實(shí)踐證明，超長樁的承載能力常常由樁身強(qiáng)度控制，在地基對樁的承載能力充分發(fā)揮之前樁便由于樁身長度的不足而破壞了。為了充分發(fā)揮超長樁的承載能力，可采用一種新型樁鋼管混凝土樁 目前，我國鋼管混凝土樁在樁基工程中的應(yīng)用還較少，但都體現(xiàn)了

2、它的許多優(yōu)良特性。其外部鋼管對內(nèi)部混凝土產(chǎn)生約束，使得混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其強(qiáng)度大大提高，塑性和韌性明顯改善，具有優(yōu)良的延性，且不產(chǎn)生任何局部屈曲。鋼管混凝土樁中鋼管的銹蝕程度以及可見缺陷均處于容許范圍之內(nèi)，尤其是采用陽極防護(hù)和環(huán)氧或聚乙烯罩面的外殼.1 ，承載性能方面雖然鋼管混凝土樁的鋼管直徑和壁的厚度比鋼管樁均有所減小，但灌了一定強(qiáng)度的混凝土后，情況便不同了，由于鋼與混凝土的共同作用，內(nèi)填的混凝土增強(qiáng)了鋼管壁的穩(wěn)定性，同時(shí)鋼管壁對內(nèi)填混凝土的約束效應(yīng)，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度，因而也提高了樁的承載力。另外，由于樁的抗彎剛度與樁徑的四次方成正比，在承載能力相同

3、的條件下，采用鋼管混凝土樁，可減小樁徑，相應(yīng)樁的抗彎剛度也減小許多，既避免了在溫度和混凝土收縮徐變作用下引起上部結(jié)構(gòu)縱向位移使樁承受過大的彎矩，又減小了鋼筋和混凝土的用量。 單樁靜載荷試驗(yàn)是確定承載力的一種最基本的也是最可靠的方法，也是分析樁在荷載作用下的性狀的重要手段。影響承載力的因素主要有兩方面：1）地基土對樁的支承能力；2）樁自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。單樁的承載能力便是由此兩因素中的較小值來控制的。鋼管混凝土樁在靜載試驗(yàn)中，當(dāng)荷載加至地基達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，樁身強(qiáng)度仍有很大富余。在相同的承載力條件下，鋼管混凝土樁的樁身強(qiáng)度是鋼管樁樁身強(qiáng)度的1.6倍。因?yàn)殇摴芑炷翗队凶銐虻臉渡韽?qiáng)度，當(dāng)軸向荷載加至設(shè)計(jì)

4、承載力時(shí)，樁身還能夠承受更多的由風(fēng)、地震、水流、冰流等引起的橫向荷載鋼管混凝土樁的單位承載力在相同的承載力條件下，鋼管混凝土樁的樁身強(qiáng)度是鋼管樁樁身強(qiáng)度的1.5倍。因?yàn)殇摴芑炷翗队凶銐虻臉渡韽?qiáng)度，當(dāng)軸向荷載加至設(shè)計(jì)承載力時(shí)，樁身還能夠承受更多的由風(fēng)、地震、水流、冰流等引起的橫向荷載。鋼管混凝土樁與鋼管樁和鋼筋混凝土樁的承載力有很大的差別。鋼筋混凝土樁由鋼筋網(wǎng)架與混凝土拌合物澆筑而成，鋼筋混凝士彈性模懾最大、剛度、強(qiáng)度高，衙載集中作用于樁頂，再通過樁側(cè)摩阻力及樁端阻力把荷載傳遞給周圍土體由于鋼筋混凝士剛度大、強(qiáng)度高，抗壓性能好而且鋼筋和混凝土的共同作片，使其抗拉，抗彎，抗剪性能較索混凝土有大幅

5、度提高。所以，鋼筋混凝士樁具有能夠承受水平荷載和定地震衙載及其它復(fù)雜荷載的能力。多用于高層建筑物基礎(chǔ)、海中承臺摹礎(chǔ)及橋梁墩基礎(chǔ)。 2, 經(jīng)濟(jì)效益方面由于鋼管混凝土樁有較高的承載力，所以其單位承載力的成本就比較低，采用鋼管混凝土樁有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。鋼管混凝土樁與承載力相當(dāng)?shù)匿摴軜断啾龋娩摿肯喈?dāng)于鋼管樁的55%，每根樁可節(jié)省鋼材5.54T；費(fèi)用方面，鋼管混凝土樁單位承載力成本為8.06，鋼管樁為12.01，也就是說，在相同承載力條件下，鋼管混凝土樁的費(fèi)用是鋼管樁的60%，每根樁可節(jié)約費(fèi)用14266元。同樣，相同承載力下，鋼管混凝土樁的費(fèi)用相當(dāng)于鋼筋混凝土樁的70%綜上所述，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在樁基礎(chǔ)

6、工程中的應(yīng)用，充分展示了它的優(yōu)良特性：1）在力學(xué)性能方面，不僅有較高的承載能力，而且還具有優(yōu)良的塑性、韌性、延性和穩(wěn)定性；當(dāng)軸向承載力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，由于樁身強(qiáng)度還有很大富余，因此還可以承受較多的橫向荷載。2）在經(jīng)濟(jì)效益方面，減少了鋼和混凝土的材料用量，降低了工程造價(jià)。3）在施工方面，施工方便快捷，效率提高，加快了施工進(jìn)度。4）鋼管混凝土樁將是一種很有發(fā)展前景的新型樁基礎(chǔ)。 下面就看看鋼管混凝土承臺樁在工程中的運(yùn)用，從而體現(xiàn)鋼管混凝土樁在工程運(yùn)用中的各種優(yōu)勢。隨著建筑工程的飛速發(fā)展，地基處理手段也越來越多樣化。復(fù)合地基由于充分利用樁間土和樁來承載，再加上相對低廉的工程造價(jià)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

7、本文工程中應(yīng)用鋼管上設(shè)置承臺組成鋼管混凝土承臺樁，再將一個(gè)個(gè)鋼管混凝土承臺樁連同樁間土組成復(fù)合地基，充分發(fā)揮了鋼管混凝土承臺樁的高承載力特性，并通過褥墊層的設(shè)置發(fā)揮了樁間土的承載能力，從而大大提高了地基的承載能力。 鋼管混凝土承臺樁即在地基處理中將一定數(shù)量的鋼管打入穩(wěn)定地層中，然后在鋼管頂部澆灌混凝土承臺共同組成受力體的樁。鋼管混凝土承臺樁適用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基?；A(chǔ)和樁間土之間設(shè)置一定厚度的散粒狀組成的褥墊層，是地基的核心部分，基礎(chǔ)下是否有褥墊層對地基的承載能力有很大的影響，若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基和普通的樁基礎(chǔ)相似，樁間土的承載能力難以發(fā)揮，不能稱作復(fù)合地基

8、?；A(chǔ)下只有設(shè)置了褥墊層，樁問土承載能力才能發(fā)揮出其潛在的作用。鋼管混凝土承臺樁應(yīng)選擇承載力較高的土層作為樁端持力層¨在基于性能抗震設(shè)計(jì)中，目標(biāo)性能水平的確定要綜合考慮社會(huì)的經(jīng)濟(jì)水平，建筑物的重要性，建筑物造價(jià)、保養(yǎng)、維修以及在可能遭受地震作用下的直接和間接損失來優(yōu)化確定。這里的性能水平是針對整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的。而目前抗震設(shè)計(jì)規(guī)范只針對結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用“校準(zhǔn)法”確定目標(biāo)可靠水平，沒有對整個(gè)結(jié)構(gòu)體系提出明確的安全水平現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)在“小震”作用下進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)，在“大震”作用下進(jìn)行變形驗(yàn)算，是一種基于力的抗震設(shè)計(jì)方法。而基于性能抗震設(shè)計(jì)盡管目前還沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，但有不少學(xué)者提出采用結(jié)構(gòu)的層間

9、變形(或頂點(diǎn)位移)作為性能指標(biāo)，直接基于位移進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，能更好的實(shí)現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想。這主要因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)(性能)可以由結(jié)構(gòu)的變形來描述，而強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的破壞沒有明確的關(guān)系。由于在設(shè)計(jì)中直接采用目標(biāo)位移作為設(shè)計(jì)值，使得設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有一致的可靠性，而不是目前位移驗(yàn)算只是一個(gè)限值。同時(shí)也可以避免目前抗震設(shè)計(jì)中的重復(fù)驗(yàn)算。基于性能抗震設(shè)計(jì)方法在滿足性能規(guī)范的前提下，可以滿足不同業(yè)主提出的不同設(shè)計(jì)要求，發(fā)揮研究者、設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性，同時(shí)也有利于新材料和新技術(shù)的應(yīng)用。而目前設(shè)計(jì)思想，基本上以規(guī)范為主要指導(dǎo)思想，沒有充分考慮業(yè)主的要求，也缺少業(yè)主與設(shè)計(jì)者的溝通與交流。 目前，盡管抗震設(shè)計(jì)方法有了很大的進(jìn)步，計(jì)算方法也有很大的改進(jìn)，但鑒于抗震設(shè)計(jì)的復(fù)雜性以及我們認(rèn)識的局限性，還不能夠完全依靠計(jì)算來確保結(jié)構(gòu)安全可靠。所以概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)對于目前抗震設(shè)計(jì)方法和未來基于性能抗震設(shè)計(jì)都是很重要的組成部分。2)基于性能抗震設(shè)計(jì)與目前抗震設(shè)計(jì)都要針對建筑場地做地震危險(xiǎn)性分析，相對于目前的地震危險(xiǎn)性分析，基于性能抗震設(shè)計(jì)要求做得更細(xì)致，更具體。3)由于抗震設(shè)計(jì)中存在大量不確