發展
空心方樁 的使用,因其諸多優點,必將為市場所接受,並得到推廣使用。日本,作為管樁的發明者,從20世紀60年代起大量推廣使用,近年來,其管樁的使用逐年減小,2004年全國使用管樁不到500萬米;而從2000年開發出新型方樁以來使用量已經占所有樁型的40%,可見空心方樁的優勢。美國也類似日本,2003年預應力空心方樁的使用達到了9000萬米,占總用樁量的35%。
分類
按等級和壁厚
方樁按混凝土強度等級和壁厚分為預應力混凝土 、預應力高強混凝土方樁代號為PC,預應力高強混凝土方樁代號為PHS. PS樁的混凝土強度不得低於C60砼,PHC樁的混凝土強度等級不得低於C80。PCS樁和PTC樁一般採用常壓蒸汽養護,一般要經過28天才能施打。而PHS樁,脫模後要進入高壓釜蒸養,經10個大氣壓、180度左右的蒸壓養護,混凝土強度等級達C80從成型到使用的最短時間只需三、四天。
按外徑
管樁按外徑分為250毫米、300毫米、350毫米、400毫米、450毫米、500毫米、等規格,實際生產的管徑以300毫米、400毫米、500毫米為主
按鋼材材料
預應力混凝土用鋼棒 (pc 鋼棒)
預應力混凝土用鋼棒,執行標準為YB/T111-1997,產品代號為SBPDL 1275/1420,主要規格有Ф7.1mm,ф9.0mm,ф10.7mm,ф12.6mm。包裝為盤卷。主要特點:屈服強度高達1275MPa,拉伸強度高達 1422 MPa,延伸率良好(d8’5%);表面有周期性變化的刻痕(3~6頭螺旋凹線),與混凝土有良好的握裹力,具有與7股鋼絞線一樣的粘結性能;由於採用的是低碳鋼,具有良好的點焊性能。使用PC鋼棒編籠,可以很方便地採用自動混焊工藝生產混凝土管樁。有良好的鐓鍛性能,套用於現場施工時,可以端部鐓頭和滾絲;當作為鋼筋整體預張拉時,錨固極為方便。PC鋼棒成品捲起是在彈性範圍內,故成品松卷後會自動伸直,而無需再矯直。該產品經過各種嚴格的理化檢驗,是螺紋鋼和建築線材的替代產品。
性能比較
1、各類樁型的性能比較
現有市場上用得比較多的是沉管灌注樁、混凝土預製樁、鑽孔灌注樁、預應力混凝土管樁等,在以上集中樁型中預應力混凝土管樁因工廠預製、混凝土強度高、施工便捷、周期較快等優點而得到大量的使用,而沉管灌注樁等因其需要現場製作,質量難以保證,環境污染嚴重,不適合用於有較厚軟土層地質,易發生頸縮現象,施工周期很長,所以其已逐漸為市場所淘汰,如廣東省建委就明確規定不得使用沉管灌注樁,浙江省建設廳也已下文限制沉管灌注樁的使用。鑽孔灌注樁因高的承載力和能適應複雜地質而有較強的生命力,但是這種樁型在施工時需要處理外抽的泥漿,環境污染相當嚴重,國內外的城市建設中已經較少採用,而且其製作成本相當高,故一般工業民用建築上相對用得較少。預製混凝土方樁的優缺點已述,不再重複,但有一點值得一提,就是它的施工破損率很低,這也是我們開發生產預應力空心方樁的出發點之一;同時,因其是實心的,自重較大,在施工時有時常出現樁身的裂紋,使樁的耐久性不良;而通過結合離心與預應力技術,加上內部空心,新開發的空心方樁就完全克服了這一弊端。市場上,工業、民用建築用得相對較多的是預 應力混凝土管樁,它克服了以往所用樁型的缺點而具有自身特點,但缺點也很明顯:外表光滑呈圓形,特別是在作為摩檫樁使用時,與土的摩檫力小,許多工程上不得不使用外徑大的管樁或乾脆使用實心方樁,加大了工程造價;薄壁管樁的抗彎性能較差,尤其是樁身的抗剪力、抗拉性能差,給建築的基礎埋下了隱患,所以在最近的國家預應力混凝土管樁調研會上已明確傳出信息,要對管樁的抗剪、抗拉性能做出規定並在重點工程中慎用管樁,會議上各專家對外表為方型或多邊形的樁型進行了論證與展望,希望我國能想西方已開發國家靠攏,開發出外表為多邊形或變徑型的基樁材料,預應力混凝土空心方樁正是出於此目的而開發的。
2、空心方樁與管樁性能比較
空心方樁相對於其它樁型,特別是預應力混凝土管樁而言,其突出的優點在:
①外表面積大且成方型或多邊角型,在土層中樁體與土的休止角比圓型的外表大得多,這就意味著空心方樁比管樁在同等地質條件下能獲得更大的承載力,為工程省下大量的基礎資金;
②通過對比情況來看,350的空心方樁的樁本身承載力要相當於500外徑的厚壁管樁,每KN承載力造價要低於預應力混凝土管樁,這意味著設計人員在同樣的設計承載力下可優選方樁,而350的空心方樁市場售價比500外徑的厚壁管樁要少,可省下一大筆材料費;
③方樁的理論計算抗剪力是同等管樁的2-3倍,據日本建設省的實際測試,是管樁的4.5倍,這說明空心方樁的抗震性能非常優越,很值得在多震的區域及高層建築、大面積地下室的建築物基礎中推廣使用;
④空心方樁繼承並發揚了原有混凝土方樁施工破損率低的特點,高強混凝土配上方形的頭部,比管樁有更好的耐衝擊性能,和小得多的樁頭破損率;方形比圓形有更大的焊接周長,充分保證每節樁之間的有效焊接強度,大大減小了方樁在施工中出現接頭脫焊或位移現象,使成樁質量更優;
⑤方樁的外形更容易開發出非焊接的快速連線頭,能真正做到全天候施工,施工更快捷,可避免在高地下水位中出現焊接樁頭開裂現象。