(一)引言 在基坑工程、边坡工程中,预制桩主要有PHC管桩、预应力实心方桩、PRC桩(混合配筋桩)、波浪桩、板桩等。波浪桩用于水利工程中较多一些。 预应力管桩按混凝土强度等级和结构配筋分为预应力混凝土管桩(PC)、预应力高强混凝土管桩(PHC)、混合配筋预应力高强混凝土管桩(PRC)三种类别,并且根据有效预应力值不同又分为A型(4MPa)、AB型(6MPa)、B型(8MPa)、C型(10MPa)四种型号。 当基坑水平力较小时,采用PHC管桩、PC管桩,当基坑水平力较大时,可以采用混合配筋预应力高强混凝土管桩(PRC)。它与普通管桩的区别在于,PRC桩身的非预应力筋配筋率的增加,滞回曲线趋于饱满,”捏缩效应”得到了改善,显著提高了管桩耗能特性。破坏方式一般为延性破坏。 (二)预应力管桩的适用情况 一般支挡结构为悬臂式支护时,适用于深度小于7m、安全等级为三级的基坑工程;当基坑深度大于7m并且小于10m,安全等级为三级时,可以选用悬臂式双排管桩的支护形式。 当安全等级大于三级,并且深度较深的时候,可以采用管桩+预应力锚杆支护或者管桩+内支撑的支护形式 。 当地下水位较高时,有些地区也采用水泥搅拌桩中植入管桩或者在水泥搅拌桩内侧设置管桩的形式,利用水泥搅拌桩作为止水帷幕的作用。 一般支挡结构采用管桩时,也有他的局限性,当在深厚淤泥等软土基坑与开挖深度大于10m的膨胀性土或填土基坑工程中不建议使用管桩作为支挡结构。 (三)计算方法 预应力管桩作为支挡结构与灌注桩的计算方法是类似的,均采用平面杆系结构弹性支点法进行分析,可以利用理正深基坑与同济启明星FRWS两款软件进行计算,但是两款软件选型中均没有预制桩的选项,这时我们如果直接按照灌注桩进行输入,会导致预制桩的刚度与按照灌注桩输入的刚度是不同的,会导致计算结果失真(刚度对支挡结构的变形与受力影响均较大)。那么对于这种情况如何进行处理呢? 核心处理原则:刚度等价代换 笔者根据刚度等价代换的原理编制了一个表格,并且总结了常用桩型的等换直径表格,如下所示: 常用桩型的等换直径表格如下所示: (四)实际案例 下边笔者举个实际的案例,大概介绍下预应力管桩的计算过程,笔者采用理正深基坑软件进行计算,基坑深度为6.5m,采用PRC管桩+钢筋混凝土支撑的支护形式,管桩型号为PRC600B110-12,长度为12m,间距为1.2m,剖面图如下所示: 1)理正深基坑软件的基本信息: 当工程采用PRC600B110-12时,根据上边Excel表格计算灌注桩的等效直径为609mm.在理正深基坑软件中输入情况如图所示: 其他参数就不一一列举了,与灌注桩的设置相同,其计算结果需要查看 桩顶水平位移值、地表沉降图、整体稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、抗隆起稳定性验算、流土稳定性验算、抗突涌稳定性验算(当有承压水需要验算,本工程无)、嵌固段基坑内侧土反力验算(很容易遗漏)、桩身强度验算(重点指标)、桩身接头处弯矩验算(重点指标)。 2)桩顶水平位移值与内力分布曲线如下所示: 其他指标就不一一列举。 当理正深基坑软件在一切指标满足规范要求后,将单桩的弯矩设计值与剪力设计值提取出来,在通过图集23G409《先张法预应力混凝土管桩》或当地的管桩图集选择合适的桩型,直到满足强度要求为止。 从计算书中,将最大弯矩与最大剪力提取出来,如下图所示: 然后根据图集23G409《先张法预应力混凝土管桩》进行弯矩与剪力的验算,通过查图集可知,桩型PRC600B110-12是满足要求的。 








