浙江大学建筑工程学院硕士学位论文 预应力管桩混凝土回弹测强研究 姓名:唐蕾 申请学位级别:硕士 专业:建筑与土木工程 指导教师:钱晓倩;詹树林 20080201 浙践太学硕士学位论文 摘要 针对目前预应力管桩混凝土强度检测的现状,本文提出利用回弹法对预应力 控制具有一定的现实意义。本文通过预应力管桩漏凝土的豳弹值与同条件养护的试块抗联强度值的对 比试验,进行“回弹僮.强度”之耀数学关系的研究。得到颈应力镑桩混凝太回 弹测强曲线{y=-O.0575x2+8.2927x.206.92。 嚣懿,本文逶避黠羲瘦力管柱滋凝戆键芯试骏,进一步疆究了鞭应力警桩 离心成型对预应力管桩混凝土回弹测强曲线的影响。得出了修正的回弹测强曲 线;y=-O.0616x2+8.8898x-221.82。 本文还对预应力管桩混凝土回弹测强影响因素避行了进一步的分析,分析表 明预应力臀桩壁厚越厚、芥径越大,回弹灏强的平均相对误差越小。相对标准误 差搬越小。 关键词: 回弹法测强;预应力管桩混凝土回弹;试块抗压试验;钻芯试骏 修正系数;回辩溺强鞠线。 浙江太举硕士学位论文 ABSTRACT Acco斑摭g幻thedeveloping conditionsof ascertaining theconcretestrongths pretcnsioncdspunconcretepiles.the articleworkedoutamethodtoascertainconcrete 靠稽臻g匦ofprctcnsionedspunconcrete#es瓠rebound.This methodis very important tothe production usingofpretansioncdspunconcrete piles. Inthis paperbytestingreboundvalueof pretensionedspun conerete piles eompressivingstrengthOneachofcubic specimens c删underthesamecondition. articlehave established regressiveequation about relationship “reound-sttength”ofthe印。c酗:y---O。0575x2+￥.2927x-206,92. Andthesame time,through testingollthestrcngthofcotedrilledfromthe same prctcnsioncdspun cona蟹￡e pilesthis articledidresearchontheinfluenceof pmmnsioncdspun concrete pn髂’centrifugalprodustio山mparing testingresults肿foundc.otrclative f-aaorand gotan剿eqllationwhichsatis鑫esto ascertaintheconel'ete strengthsoflxctmsionedspunconc眦piles bodies practically: y---O.0616一+8.8898x-221.82. Forthe morethe article analyzedtheinfluencefactorsaboutthis equationand shewthatwimthethicknessandtheexternaldiameter ofpretensioncdspun concrete pilesbiggerthe errorsaresmaller. Keywords:toascertainconcretebyreboundmethodreboundtesting pretensionedspun concrete pilescompressives讹ngthOil specimens,dilling coretest pretensionedspunconcrete piles.correlativefactorcurve toascertain concrcngthby reboundmethod。 第一章前言 1.1预应力混凝土管桩发展概况 滢凝土管摭是一静重要豹栏基材辩,被广泛应用予麓类建筑物积褥筑物 的基础工程上,如高层建筑、公共建筑、一般工业与民用建筑、港日、码头、 商速公路、桥粱、重型机床、仓库、护岸等领域【“。 明,我国和世嚣许多建方都存在着人类自新石器时代伊始在不同年代荦』用木械支承房屋、轿粱、高塔、粥头、海塘或城墙遗址。如1981年1月甍国肯塔 蒸大学垂冬考古学家在太平洋农演瀣孝智里程载蒙特缝尔德辩远德彩糖拣内发 现了一所支承谯术桩上的木聪,距今已膏12000至14000年历史,这可能是 垒球迄今为止所发现的人类墩古老的建筑物和木桩遗存#浙江东部余姚市河 二年的上海的就华塔塔基采用矩形木桩,截面宽度为180mm。在荚国也保存衡~些罗马时代修建的木桩麟础的桥和居民点。 制成板桩、管桩或棒桩以修筑匿堰码头及其它构筑物,但由于铸铁校脆,熟铁不耐打击,束取得满意的结果。到本世纪初,美国出现了各种形式的型钢, 备种形式的钢桩基础,到30年代在欧洲墩被广泛使用。=次大战后,随着冶炼技术的发展,各种直径地凭缝钢管也被作为桩材用予基础工程。上海宝钢 王器孛,营矮溪蹇径秀90cm,长约60m熬钢管桩基旗。镄警蕴霹羧攥萄载 特征制成各种商利于提高承栽力的断面,其中管形和H形是现在常用的断面 形式[21。 潺凝餮又霹分为裁缝灌注混凝主接秘羰翱混凝缓嚣大类。鑫麸1894 锥Hennebigue发明了预制混凝土桩,到1906年,出现了采用配螺旋筋的混 凝士桩,桩的形状开始设计并使用三角形、正方形,六角形、八角形,剿1915 技术进步,促使预制混凝士桩得到迅速发展。美国、加察大、意大利、英国、浙江大学硕士学位论文 荷兰德国、新西兰俄罗斯是研究、生产、使用混凝土桩较多的国家。1962年, 日本开发了预应力混凝土管桩。开发初期用先张法和后张法同时生产,后来 以先张法生产工艺为主。20世纪60年代末至70年代,日本又开发了预应力 高强混凝土管桩。 先张法预应力混凝土管桩(以下简称预应力管桩)是采用先张法预应力 工艺和离心成型法制成的一种空心体细长混凝土预制构件。其优点如下嘲: 1.单桩承载力高; 2.设计选用范围广; 3.对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强; 4.成桩长度不受旌工机械的限制; 5.施工速度快、功效高、工期短; 6.桩身耐打,穿透力强: 7.抗弯性能良好; 8.成桩质量可靠、现场文明及制作方便、施工速度快。 由于预应力管桩的这些优点,使之成为预制混凝土桩中发展最快、应用 最广泛的一种类型。20世纪80年代末起,发展中国家,如中国、马来西亚、 摹律宾等对预应力混凝土管桩的生产应用也普及起来,而且起步较耐”. 1.2我国预应力混凝土管桩发展概况 回顾我国预应力管桩行业近二十年的发展历程,可划分为四个时期【4】: 研制开发期(20世纪80年代末);推广应用发展期(20世纪90年 代前期);调整发展期(20世纪90年代中期):快速发展期(20世纪90 年代后期至今)。目前,正健康地继续以珠江三角洲、长江三角洲为基地,由 南向北、由东向西,沿海沿江沿湖,向内陆地区发展。 近十五年来预应力管桩行业地发展,无论产品品种还是产量都位居世界前 列,成绩显著。具体体现如下: 1.布局面广 预应力混凝土管桩从珠江三角洲向长江三角洲、向沿海沿江沿湖及软土地 带发展。到2003年全国管桩生产企业达220家,分布于广东、浙江、上海、 浙江太学硕士学位论文 淡苏、福建、安徽、由东、潮j、j艺京、天津、广谣、云南、海搿、西j||、海北、辽宁、黑龙渡、等省市,全国管桩年产量约1.4亿m,创历史最高水平。 2.产品品种、规格齐全 目蘩艇产的簧桩产品燕秘有:预应力混凝土管柱(PC桩)、颓应力高强混 凝土管桩(PHC械)、预威力混凝士薄壁管桩(PTC桩)椁。管械按混凝士强 度等级分为疆应力混凝警挂(代号PC)窝鬏应力褒强混凝土管挂(代号 PHC)。预应力混凝土管桩用混凝士强度等级不得低于c50;预应力高强混凝土 警柱霞满凝土强震等级不褥低予C￥0i鼙。20整纪,90年霞纫,宁波濒东承潺澍 品有限公闭在有关科研院所的合作下,针对我国沿海地区淤泥软弱地质的地基 特点,通过对厚熬管桩的改造,_歼发了凳张法预藏力混凝士薄壁镑桩161。凡小 予GBl3476规定最小壁厚的先张法预应力混凝土管桩成为预应力混凝土薄壁 管桩(代号PTC)171。预_陂力管桩规格较为齐全,按外径分,可生产由300mm. 套1000mm丸秘裁辏熬管攘;按摭弯性能戏混凝静有效预压应力分,《生产 A、AB、B、C型四种型号的管桩;按长度分,可生产7m,15m九种规格的管 3.生产技术成熟舀前我礓PHC柱的生产主要采用先张法预应力张拉、离心藏燮和两次莽护 工艺,预威力主筋采用高强度低松弛阴罗纹钢筋(PC钢棒),混凝土强度等级 C80以上。PHC桩的生产技术已较成熟,机械亿、自动化程度较高,达到了国 终耀类产熬戆生产技术承乎。 4.国产化装配,原材料完全满足生产需隳 受管壤生产懿套服务豹生产装配窝蒙毒|精,遮年来凌霪产纯秘产瑟艨藿技 术水平上有了长足进步,完全能满足管桩生产的要求。生产管桩的众套国产化装 配不仅满避了国内市场的需要,替代了进秘设备,褥且都分装备鲡墩头辊、滚浑 机等还出口创汇。蟹桩用的低松弛商强度阴罗纹钢筋,目前国内已有约80条生 产线,产品质量已达到或接近国外两类产豁的水平,可满足我国管桩生产酌需要。 5,应用镢域不叛扩大 由于管桩尤其是PHC桩的优良性能,经过15年来的推广,篱桩已广泛应 铁路、公路、桥梁、港口码头、机场城市轻轨、地下工程、农用仓储、电力、冶浙江大学硕士学位论文 金赘致等工纛串,或愆承平逐年撵离。钢蠡;在上海建造静我餮第一条磁悬浮城 市列车线的罄桩全部采用PHC桩,效果良好。 l。