边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩

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边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及桩基工程结构技术，特别是一种边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩。\n背景技术\n[0002] 近年来，随着集装箱、矿石、油、液体化工等船舶吨位的不断增大，海港建设也逐渐向深水方向发展。为了适应这一发展，天津港相继新建、改造、扩建了一批深水泊位，这些工程均采用了钢管桩（仅在北港池杂货码头东侧一个泊位采用直径1.0m的PHC桩）方案。钢管桩虽然使用效果良好，但造价较高，且有些工程所需桩基介于常规的预制预应力混凝土空心方桩和大直径管桩之间。若采用650mm×650mm的预制预应力混凝土空心方桩，其弯矩、承载力等不能满足使用要求；若采用大直径管桩弯矩、承载力等又相对较大，投资也较高，为此需要研究一种中间桩型。\n[0003] 由于受到预制场地、起重能力、打桩设备等的限制，目前在国内北方地区（主要是天津）使用的预应力混凝土空心方桩的最大边长为650mm，而南方地区（主要是上海）使用的预应力混凝土空心方桩的最大边长仅为600mm。随着国家综合实力的增强，港口工程快速发展，施工设备及能力等均有了较大的提升，因而认为可突破原有桩径限制。经综合比较施工的难易、经济效益等，拟考虑将混凝土空心方桩边长加大至700mm，以适应中间吨位船舶停靠码头的需要，使其成为650mm×650mm混凝土方桩和大管桩之间的最优选择。\n发明内容\n[0004] 为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩，由于截面尺寸较传统方桩加大，其单桩承载力较高，抗弯强度大、抗剪能力好，抗震性能优越。用700mm×700mm空心方桩代替大直径管桩，桩间距缩小，承台上部构件重量减小，不需要大型起重设备，便于施工期安装。\n[0005] 本实用新型的技术方案是提供一种边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩，其中：该预制空心方桩外形截面为边长700mm的方形，所述空心方桩的桩身为桩顶实心部分、中间圆形空心部分、桩底实心部分，所述桩顶实心部分上面设有后浇的桩帽，所述空心方桩的桩体内设有钢筋，所述桩底实心部分底部设有钢筋混凝土桩尖。\n[0006] 本实用新型的效果是该预制预应力混凝土空心方桩的抗弯、抗压承载能力和单桩垂直极限承载力较650mm×650mm的混凝土方桩均有所提升可以达到7000KN以上，比相同截面积的圆桩具有更大的摩阻力，又在造价上较大直径管桩更为经济。其外形为方形，利于配筋，堆放和储藏方便安全，施工速度快，工程质量高。\n附图说明\n[0007] 图1为本实用新型的边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩结构示意图。\n[0008] 图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖视图。\n[0009] 图3为四点吊桩吊点位置图。\n[0010] 图中：\n[0011] 1、桩顶实心部分2、中间空心部分3、桩底实心部分4、桩尖\n具体实施方式\n[0012] 结合附图对本实用新型的边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩设计及施工方法加以说明。\n[0013] 本实用新型的边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩，其特征是：该预制空心方桩外形截面为边长700mm的方形，所述空心方桩的桩身为桩顶实心部分、中间圆形空心部分、桩底实心部分，所述桩顶实心部分上面设有后浇的桩帽，所述空心方桩的桩体内设有钢筋，所述桩底实心部分底部设有钢筋混凝土桩尖。\n[0014] 所述桩顶实心部分和桩底实心部分内填充有混凝土，桩顶实心部分长度大于桩底实心部分长度。\n[0015] 所述中间圆形空心部分直径350～370mm。\n[0016] 所述桩底实心部分底部的钢筋混凝土桩尖外形呈外方渐变收缩的实心台体形状。\n[0017] 通过理论计算分析结果表明，700mm×700mm预应力混凝土空心方桩的长细比值可控制在25以内，抗弯、抗压承载能力和单桩垂直极限承载力较650mm×650mm的混凝土方桩均有所提升。700mm×700mm的空心方桩单桩垂直极限承载力设计值可以达到7000KN以上，而一般7万～10万吨级码头单桩设计承载力值一般在5000KN～7000KN，基本介于\n650mm×650mm的混凝土方桩和大直径管桩的承载能力之间，且在造价上较大直径管桩更为经济。因此，700mm×700mm的预应力混凝土空心方桩在7万～10万吨级码头上的应用是可行的，且一旦实施将是桩基工程的重大进步，并会为业主带来巨大的经济效益。同时因方桩比相同截面积的圆桩具有更大的摩阻力，又在造价上较大直径管桩更为经济，故预计将会在港口工程中得到广泛的应用。\n[0018] 本实用新型的边长为700mm的预制预应力混凝土空心方桩功能是这样实现的：\n[0019] 1、桩基设计\n[0020] （1）桩身内力计算\n[0021] 1）长细比\n[0022] 根据受压构件破坏形态分析，当构件的长细比8