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浅谈离心法预制空心混凝土桩

陈芳斌１，陈德文2，侯善民3，高建明4，陈巧5，王重6，古素青7

（1.建华管桩控股有限公司，2. 江苏省审图中心，3.南京金宸建筑设计有限公司，4.东南大学， 5.江苏

建华管桩有限公司，6.上海兴南混凝土制品有限公司，7.广东三和管桩集团有限公司）

摘要：混凝土预制桩为我国经济建设的快速发展作出了重大的贡献，本文介绍了市场上常见的工厂化生产的混凝土预制桩桩型特点及其生产工艺，摘录了国家标准对预制桩的相关规定，并在标准、预应力钢筋混凝土保护层厚度、钢筋配筋率、力学性能、材料用量、横截面面积及侧面面积、混凝土用量、承台等工程综合造价上重点对管桩与空心方桩进行了比较，通过比较,综合分析得出:空心方桩相关工艺至今仍不够成熟，存在钢筋混凝土的保护层厚度低、配筋率小、桩身混凝土截面的不均匀、应力作用不均、桩身的成桩质量得不到控制、施工时造成烂桩率偏高等缺点。

关键词:混凝土预制桩; 生产工艺; 管桩; 空心方桩 ;比较;

Abstract： concrete precast pile for the rapid development of China's economic construction made significant contribution, this paper introduces the common market of the factory production of precast concrete pile type characteristic and its production process, excerpts from the national standards on prefabricated pile of the relevant provisions, and in standard, prestressed reinforced concrete protective layer thickness, reinforcement reinforcement ratio, mechanical properties, material consumption, cross-sectional area and the side area, the amount of concrete pile cap, and the comprehensive cost is important for pipe and hollow square pile are compared, by comparison, it is concluded: hollow square pile technology is still not mature enough, existing reinforced concrete protective layer thickness is low, reinforcement rate of small concrete pile section, non-uniform, stress uneven, pile body quality is not controlled, caused by the construction of partial defect of high rate of rotten piles.

Key words：precast concrete pile; production process; pipe pile; hollow square pile; comparison;

前 言

混凝土预制桩，主要是指在工厂采用离心成型或震动成型工艺制成的混凝土桩，用沉桩设备将桩打入、压入土中。先张法预应力离心混凝土空心预制桩是指采用先张法预应力和离心工艺成型的外方内圆或外圆内圆、结构配筋均匀对称的混凝土细长预制空心体构件。

上世纪50年代我国大部分预制桩为实心混凝土方桩，到了60年代出现采用振动、抽芯式工艺生产的空心方桩、预应力空心方桩。进入70年代，预制桩市场上出现了八角预应力空心桩和三角预应力空心桩，也均为采用振动、抽芯式工艺生产。由于实心方桩、空心方桩、八角预应力空心桩、三角预应力空心桩产品本身缺陷和生产成本较高，在80年代从国外引进混凝土管桩生产工艺后，逐渐被预应力混凝土管桩取代。预制桩发展至今，在管桩的基础上了衍生许多其他预制桩桩型，如混合配筋管桩、支护柱、增强型预应力管桩、竹节桩、预应力钢管桩、螺旋状管桩等。混凝土预制桩发展历程如图1所示。

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中国建筑施工领域采用较多的混凝土预制桩主要有实心方桩、管桩和空心方桩三大类。目前市场上先张法预应力离心混凝土空心预制桩主要有管桩和空心方桩。预应力混凝土管桩于上世纪八十年代末期从日本引进至今，作为建筑基础材料使用已将近30年。由于该产品具有单桩承载力高、成桩质量可靠、适用范围广、桩身耐锤击和抗裂性好、穿透力强、造价低、施工速度快、运输吊桩方便等优点，自上世纪80年代作为国家建设部重点推广应用的科技成果以来，在我国的上海、广东、浙江、江苏等地的工业与民用建筑中开始使用，随之在全国范围内得到大规模应用。目前全国管桩生产企业近500家，年生产能力近4亿延米，年销售额达700亿元以上。目前预应力混凝土管桩已成为基础工程中的主打桩型，同时管桩行业配套的辅助产品年产值也超过300亿元，取得了显著的经济效益和社会效益，成为科学、经济、环保，符合国家可持续发展方向的朝阳产品，为我国发展低碳经济、建设生态文明社会作出了重大的贡献。在2000年初有些厂家开始试生产离心法空心方桩，并在一些小型民用建筑中试用，在上海及周边有一定的工程应用，但此桩种相关工艺至今仍不成熟。预应力离心空心方桩20年以前在日本已经不能作为基础桩来使用了，只能应用于基础加固工程等非承重结构工程。

图1 混凝土预制桩发展历程

1 市场上主要预制桩简介 1.1、实心方桩

如图2所示，实心方桩有以下特点：

（1）、混凝土强度：一般为C50以下，钢筋直径12mm~25mm（螺纹钢）。 （2）、规格：200×200mm~500×500mm不等；

（3）、适用范围：适用于黏性土、粉土、淤泥质粉质粘土、素填土以及厚度不大的稍密、中密的砂土层，较难穿透较厚的硬土层、砂层以及卵石层等。

图2 实心方桩 第 2 页 共 12 页

（a）实心方桩成品 （b）实心方桩钢筋骨架笼尾端 （c）实心方桩钢筋骨架笼头端

1.2、管桩

如图3所示，管桩有以下特点：

（1）、混凝土强度：一般为C80以上，钢筋直径7.1mm~14mm（预应力钢棒）； （2）、规格：直径300mm~1400mm不等；

（3）、适用范围：适用于黏性土、粉土、淤泥质粉质粘土、素填土、稍密、中密的砂土层，较厚的硬土层、砂层以及卵石层等。管桩基础持力层选在较厚的强风化或全风化、坚硬的粘性土层、中密及密实的粗砂、卵石层、碎石土层中。

图3 管桩

（a）管桩成品 （b）管桩钢筋骨架笼 （c）装上钢筋骨架的钢模

1.3、空心方桩

如图4所示，空心方桩有以下特点：

（1）、混凝土强度：一般为C60~C80，钢筋直径7.1mm~12.6mm（预应力钢棒）； （2）、规格：外边长250mm~500mm不等；

（3）、适用范围：主要用于土层较好的设防裂度与抗水平力要求不高一般工业与民用建筑基础。

图4 空心方桩

（a）空心桩成品 （b）空心方桩钢筋骨架笼 （c）装上钢筋骨架的钢模

2 市场上常见预制桩的工艺流程 2.1 管桩、空心方桩生产工艺

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