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U型预应力混凝土板桩在城市河道工程中的应用研究
作者：丁荣宗张振乾来源：《科技创新与应用》2014年第28期
摘要：对U型预应力混凝土板桩的基本概念与力学原理进行了介绍，在前人研究成果的基础上，以某城市河道整治工程为例，比较了普通混凝土平板桩和U型预应力混凝土板桩结构优缺点。针对不具备大开挖施工条件的高悬臂挡土结构的情况提出采用U型预应力板桩，可供其他相似工程参考。关键词：U型板桩；城市河道工程；高悬臂结构1U型桩的原理和特点U形预应力混凝土板桩（以下简称U形板桩）是上海中技桩业股份有限公司历时三年研发成功的一种新型预制桩。结构如图1。图1该预制桩为新型挡土支护用的薄壁型的先张法预应力混凝土桩，具有壁薄、自重轻、抗弯性能优等特点。其采用独特的变截面结构设计，在加大截面高度、增大截面抵抗弯矩的同时，还增加了截面的宽度。从结构受力原理分析，其受力特点与工字形受力特点一致，具有良好的抗弯性能。U形板桩受力钢筋采用预应力钢棒或预应力钢绞线，采用预应力工艺，在满足受力性能的前提下，节省了钢筋的用量，降低了造价。U形板桩混凝土采用C60高强高性能混凝土设计，满足强度要求的同时提高了混凝土的耐久性。板桩成型采用振动成型排桩施工方法，既保证了施工质量，又不因施工破坏桩体，同时根据不同的地址条件采取不同的辅助工艺进行施工，如采用高压射水沉桩工艺，对周边建筑及道路影响较小。2U型板桩在城市河道工程中的应用城市河道工程中经常遇到两边建筑及道路距离很近的情况，为尽量减少工程量及开挖影响范围，一般会考虑采用高桩承台结构。本文以上海市奉贤区南桥四期工程为例。依据南桥新城水系专业规划，柘沥港口宽为17m，为尽量增大过水断面面积，采用矩形断面。河道边线距离西侧南郊庄园小区门面房建筑边线约8m，距离东侧展园路道路红线3m。规划河底高程05m，现状广场高程58m，垂直高差达63m。由此，该段挡墙采用高桩承台挡墙，墙身为C30钢筋混凝土，底板底高程400m，底板宽度3000mm，厚度500mm；墙顶高程
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580m，墙身厚度300mm。承台底板距河底45m，前排桩悬臂长度达4500mm，要求桩基具有较高的抗弯弯矩。如图2：方案一，依据传统设计思路，首先选用应用比较广的前排混凝土平板桩、后排混凝土方桩高桩承台方案。根据工程条件，板桩尺寸定为300×500×20000mm、方桩尺寸定为300×300×140002000mm。根据M法桩基计算，作用r