２０１３年第０２期 总第１７６期 福 建 建 筑 Ｎｏ０２・２０１３ Ｆｕｉｉａｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｖｏｌ・１７６ 高强预应力管桩在挡土墙工程中的应用研究 冯栋栋 （深圳市工勘岩土工程有限公司广东深圳５１８０２６） 摘要：高强预应力管桩作为一种新桩型以其施工方便、承载力高、质量可靠、较为经济等优点越来越得到广泛的应用。本文以海南某 挡土墙工程为例，分析了高强预应力管桩作为基础桩应用于挡土墙时的水平承载力、竖向承载力及抗剪强度，得出此类管桩的承载力主 要由其水平承载力控制，为科学合理的在挡土墙工程中应用高强预应力管桩提供参考。 关键词：高强预应力管桩；挡土墙；基础桩 中图分类号：ＴＵ４７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—６１３５（２０１３）０２—００９８一Ｏ３ Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｕｂｅ——ｐｉｐｅ ｉｎ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＦＥＮＧ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ （Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｏｎｇｋａｎ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．ＬＴＤ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５ １ ８０２６） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉ ｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｕｂｅ—ｐｉｐｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｅａｓｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｈｉｓｈ ａｎｔｉ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｇｏｏｄ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅ ａ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ ｏｆ Ｈａｉｎａｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｏ ｐｒｏｖｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｒｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｕｂｅ—ｐｉｐｅ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｌｅｖｅｌ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｔｓ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃａｒｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｒｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｓｈｅａｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ ｏｆ ｅｔｒａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌｓ，ａｎｄ ｔａｋｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｕｂｅ—ｐｉｐｅ；Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌｓ；Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｄｏｎｇｄｏｎｇ１９８２＠１２６．ｃｏｎ 引 言 高强预应力管桩以其适用范围广、质量可靠、工期短、承载 力高、造价低等优点在各种建筑基础中得到广泛地应用，并发 挥着巨大的作用。另一方面，我国将高强预应力管桩主要应用 于建筑物基础中，其在挡土墙工程中的应用还较少，应用于挡 土墙基础的高强预应力管桩不仅需要承受较大的竖向荷载，还 要承受较大的水平荷载，而在此类工程中工程人员往往只关注 其竖向承载力问题，而忽视其水平承载力问题。本文结合工程 实例，对高强预应力管桩作为基础桩在挡土墙工程中的应用提 供一些参考。 该挡墙采用３排￣ｂ５００ｍｍＡＢ型高强预应力管桩作为挡土 墙基础，挡墙基础前排桩间距为１．５ｍ，后排桩间距为１．５ｍ，中 部桩间距为３．０ｍ，单根桩桩长２０ｍ。 ２挡墙尺寸及抗倾覆稳定性验算 １工程概况 拟建场地较平整，地面标高为１６．１ｍ，挡墙顶标高为 ２３．５ｍ，拟建挡墙高度为８．４ｍ埋深１．０ｍ，挡墙长度约１６０ｍ。 其场地工程地质概况见（表１）。 表１工程地质概况 Ｔａｂｌｅ １ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ Ｊ ——— —Ｊ－—————————————— 注：根据《建筑桩基技术规范》（ＪＧＪ９４—２００８），对尚未完成自重固结的填土 不计算其侧阻力； ｑ。ｉｋ一桩的极限侧阻力标准值； ｑ ｉｋ一桩的极限端阻力标准值； １ ２００５００ ４５００ 图１挡墙尺寸图 Ｇｒａｐｈ １Ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｉｌ 采用理正岩土挡土墙计算软件进行抗倾覆稳定性验算： 倾覆力矩＝１０９８．１８３（ｋＮ．ｍ）抗倾覆力矩＝３４３９．５４２ 作者简介：冯栋栋（１９８２．１２一 ），男，工程师，国家注册岩土工程师。 收稿日期：２０１２—１０—３０ （ｋＮ．ｍ） 倾覆验算满足： ＝３．１３２＞１．５００。 ２０１３年０２期总第１７６期 冯栋栋・高强预应力管桩在挡土墙工程中的应用研究 ・９９・ ３管桩与挡土墙连接 载力计算公式为： ‘ 根据《建筑桩基技术规范｝ＪＧＪ９４—２００８，桩的水平承载力 Ｒ ：０．７５ 。。 计算公式为： ｙ 式中－＇Ｘ。。一桩顶允许位移，取１０ｒａｍ； Ｒ ０．７５ 。 一ｒ 桩顶水平位移系数，查表得０．９４； 式中： 一桩顶允许位移； Ｅ／＝０．８５Ｅ ｌｏ 一桩顶水平位移系数； ＝ １ Ｗｏａ（ｄ为高强预应力管桩外径， 为桩身换算截 根据《建筑桩基技术规范｝｝ＪＧＪ９４—２００８表５．７．２，桩顶为 固接连接较铰接、自由状况下桩顶水平位移系数 小２～３ 面受拉边缘的截面模量） 倍，故桩顶固接情况下桩的水平承载力最大，根据《锤击式预 应力混凝土管桩基础技术规程》，管桩与挡土墙连接采用桩顶 ＝ ＋２（￣Ｅ－１）ｐ 一筹 填芯混凝土中埋设连接钢筋的连接方式（固接），见（图４— ｄｎ一扣除保护层的桩径，为４２０ｍｍ； １）。 ｄ 一管桩内径，为２５０ｍｍ； 。 一预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比，为 ５．８３。 代入得：ｇ／ｏ＝０．０１２ ｆ０＝÷ｇ／ｏｄ＝０．００３ Ｅ／＝０．８５Ｅ ｆ０＝９１８００ ｓ 。 √百 ｍ一桩侧土水平抗力系数的比例系数，查表为４．５ＭＮ／ｍ ； ６０一管桩桩身计算宽度，ｂ０＝０．９（１．５ｄ＋０．５）＝１．１２５ｍ； 代人得ｎ＝０．５６ Ｒ ＝１２８．６ｋＮ 取３ｍ为计算单元，根据计算结果高强预应力管桩所受水 平力为２１１．７ｋＮ／ｍ，得６３５．１ｋＮ／３ｍ。挡墙基础前排桩桩间距 为１．５ｍ，后排桩桩间距为１．５ｍ，中部桩桩间距为３．０ｍ，故３ｍ 图２管桩桩顶与挡土墙底板连接 单元内高强预应力管桩总数为５根，总的水平承载力为５×Ｒｈ Ｇｒａｐｈ２ Ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｏｆ ｔｕｂｅ—ｐｉｐｅ ｔｏｐ ｗｉｔｈ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ＝６４３ｋＮ。 ｗａｉｌｓ ｂａｃｋｐｌａｎｅ ４桩的承载力分析 故其水平承载力安全系数：ｋ ＝ ＝１．０１ ４．１桩的水平承载力分析 ４．２桩的竖向承载力计算 ４．１．１挡墙后侧单位长度主动土压力Ｅ ： 单桩竖向极限承载力特征值（ ） １ ． Ｅ。＝÷ ｙ×月 ×＾ 兄＝÷Ｑ ＝÷（ ＋ ）＝÷（ ∑ ｆ ＋ Ａ ） ：ｔａｎ （４５一 ） 符号含义见《建筑桩基技术规范》，将表２—１中数据代人 公式中得： 式中： Ｒ。＝８７１ｋＮ 一重度，取１８ｋＮ／ｍ ； 采用理正岩土挡土墙计算软件计算得： 日一挡墙高度，取８．４ｍ 墙址处压力为２６８ｋＰａ，墙踵处压力为４８ｋＰａ，挡墙底部压 一主动土压力系数； ‘ 力为９８０ｋＰａ／ｍ。 一墙后土体等效内摩擦角（。），取３０。。 取３ｍ为计算单元，根据计算结果挡墙底部压力为 代人得： ＝２１１．７ｋＮ ２９４０ｋＮ／３ｍ。挡墙基础前排桩桩间距为１．５ｍ，后排桩桩间距 ４．１．２单根管桩水平承载力计算 为１．５ｍ，中部桩桩间距为３．０ｍ，３ｍ单元内高强预应力管桩总 （１）桩顶约束情况：固定 数为５根，总的竖向极限承载力为５×Ｒ。＝４３５５ｋＮ。 （２）材料信息：ｑｂ５００ｍｍＡＢ型高强预 故桩的竖向承载力安全系数 应力管桩，其混凝土强度为Ｃ６０，Ｅｃ＝３．６×１０ Ｎ／ｍｍ ＝ ＝ ３．６×１０ ｋＮ／ｍ 圳８１ 壁厚为１２５ｍｍ ４．３管桩抗剪强度计算 配筋率为０．７３４×１０～ ． Ｑ＝２ ｔｌ×１保护层厚度４０ｒａｍ 了× （３）根据《建筑桩基技术规范｝ＪＧＪ９４—２００８，桩的水平承 （下转第１０５页） ２０１３年０２期总第１７６期 李志强・浅谈质量管理体系在建筑给排水设计中的应用 ・１０５・ 控制，以及项目中本专业关键点位的控制的能力，具备较强的 专业技能。减少具体的图纸设计，同时负责多个项目，提高专 业负责人的效率。 计公司等）之类，来往文件的记录及归档由专业负责人完成。 设计文件可以按时间顺序分次归档（包括施工配合过程 中的设计变更），该工作也由专业负责人完成。 １．６绩效考核及工作总结管理 ②设计人员侧重于具备对具体工作实施的能力，如本专业 的设计，专业间的细化配合，且应多思考，多手绘简图，减小电 脑绘图量，减少重复的工作量。 绩效考核主要包含两个方面的内容，其一，统计工作人员 的工作量ｉ其二，对每个项目的工作人员进行质量、进度考核， 质量考核以自校单、校核提资单（内容）、校审单、审查记录单 为量化依据，进度考核以周策划表、校核提资单（时间）为量化 依据。依照上述两项内容，综合确定各工作岗位人员的绩效， 达到收入分配相对公平、相对客观的目的。 工作总结管理是在每项设计任务完成后进行总结，以便改 ③制图员则在设计人员提供的手绘简图依据上，对大量相 似内容（如喷淋平面的绘制、卫生间大样的绘制、标准层给排 水平面的绘制以及打印图纸等）的工作进行重复操作，应熟练 掌握电脑制图。对于这一岗位的人员配置要注意，该岗位类似 于文员的工作性质，通过较短时间的培训即可上岗，不得选用 本专业毕业的人员，以免其以后参与到设计岗位，混淆岗位任 务，降低设计质量。 （３）人员培训，专业负责人侧重于专业管理及专业技能强 化的培训，设计人员侧重于专业技术的培训，制图人员的培训 也是重点，因为制图员承担了设计人员大量重复且简单的制图 进工作方式，提高设计质量及效率。按时间顺序可以分为前 期、后期两部分。前期，依据校核提资单、自校单、校审单、策划 表、施工图审查意见、建设方及施工方图纸会审意见、设计过程 中暴露的问题等进行总结，并对设计质量进行评估。后期，依 据施工过程中遇到的与设计相关的内容（如设计变更等）、施 工服务中各方反馈的意见、后期物业服务管理中出现的问题进 行总结。 工作，可由专业负责人依据制图内容制定具体的制图步骤进行 培训。通过培训可以不断提升各岗位人员的工作能力和工作 熟练度，进而提高工作效率。 １．５来往文件及设计文件归档管理 ２结语 经过多年实践，特别是制图员制度的引人，为专业负责岗 位、设计岗位的工作人员增加了管理空间与时间，让生产与管 理更有效的结合，为质量管理体系各环节在建筑给排水设计过 程中的执行提供了强有力支撑。应用该质量管理体系不仅保 证了设计质量、降低了设计成本又提高了工作效率。 来往文件的记录，既保证设计完整性又为设计人员提供了 保护。在项目设计过程中，来往文件可以是联系单（与建设单 位、代建单位或者施工单位等），可以是行政部门的文件（施工 图审查部门，消防部门，市政园林部门等），也可以是协作单位 的文件（如项目地块红线外新建市政道路的设计公司，景观设 （上接第９９页） 式中：Ｑ一抗剪强度（Ｎ） ５结论 高强预应力管桩应用于挡土墙基础桩时，工程师往往注重 于其竖向承载力是否满足要求，而忽视其水平承载力及抗剪强 度。根据本论文分析，可知其水平承载力安全系数Ｋ。、竖向承 载力安全系数Ｋ：、抗剪强度安全系数Ｋ３关系为：Ｋ。＜Ｋ：＜Ｋ ， ￡一高强预应力管桩壁厚（ｍｍ） 卜混凝土截面相对中心轴的附加力矩，，＝手（ ：一 ）（ｍｍ４） 故高强预应力管桩应用于挡土墙基础桩时桩的承载力主要由 其水平承载力控制，所以此类工程设计不但要验算高强预应力 管桩的竖向承载力及抗剪强度，而且要验算其水平承载力是否 满足要求。 参考文献 ．ｙ。一高强预应力管桩外直径； 一管径内直径； 一相对中心轴以上截面中心轴截面静矩； 一 Ｓｏ＝下Ａ Ｌ ｙ０３）（ｍｍ ） ［１］《建筑桩基技术规范》（ＪＧＪ９４—２００８）； 一．有效预应力（Ｎ／ｍｍ ） ［２］《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》（ＤＢＪ／Ｔ１５＿２２— ２００８）； ∞— ．５ １７＂ 一混凝土抗拉强度，对ＰＨＣ高强预应力管桩取 ５．３９Ｎ／ｍｍ ［３］徐至均、李智宇、戴远东；预应力静压管桩试验与应用要点［Ｊ］；建 筑技术；２０１１年１２期； 计算得单根｛Ｉ｝５００ｍｍＡＢ型高强预应力管桩的抗剪强度为 ４３１ｋＮ，取３ｍ为计算单元，３ｍ单元内高强预应力管桩总数为 ５根，总的抗剪强度为５×４３１＝２１５５ｋＮ。 ［４］周俊颖、武志飞；预应力混凝土管桩的应用研究［Ｊ］；建材技术与应 用；２０１２年ｏ６期； ［５］黄广龙、颜荣华、陆春其；水平承载预应力混凝土管桩应用现状及 故其抗剪强度安全系数 ＝ ＿５．０ 展望［Ｊ］；建筑结构；２０１１年第ｓ２期； ［６］凌应轩，李建宏，黄晨；预应力混凝土管桩抗剪承载力计算方法 ［Ｊ］；工程与建设；２００７年第Ｏ１期；
