（4）对于靠船墩，要研究和采用利用直桩水平变位来吸收靠船能量的结构型式.
的上部结构型式. （5）研究和发展适合于整体浮运或吊装
（6）在总结现有的开散式码头护整型式的基础上，制定大型橡胶护熊的产品系列，并发展新型的防冲护型式.
（7）安排生产快速脱缓钩等开版式码头的配套产品.
参考文献
（1]谢世楞，外海航道投计方法的进据，水运工程，1984年第4期.
采用离心、振动、辊压复合工艺研制大直径预应力钢筋混凝土管桩工作，曾列为国家“六用，必须以提高经济效益为前提.这里就如何五”科技攻关项目之一，经1983~1985年两年率时间的努力，先后进行了设备研制、管节制造（管节直径为1200毫米，每节长四米），并 用后张法工艺拼接了28~36米长的管桩八根，在连云港二期试桩工程中打了五根试桩.从大直径管桩的整体结构试验及试打桩情况来看，桩身的结构强度、混凝土密实度、阴度、耐链击性能及承载能力等均优于目前传统使用的60 x60厘米预应力空心方班.该项成果已于1985年12月得到部组织鉴定会议的正式鉴定，并决定于连云港二期工程中使用.但由于目前桩锤锤击能量的限制，除了因连云港二期码头工程 中，驳岸区的大鼠抛石棱体需在沉后抛填，石厚度最大为10.5米（见图1）.采用大直径管桩，其鹏度优于混土方桩，但经济效益并不身材科的极限荷战的设计承载力（未考虑织向
大直径预应力钢筋混凝土管桩
推广和应用的探讨
交通部第三航务工程局张嘉陵
[2]邱大洪、王水学，海洋工程中群桩结构
的数学模拟，大连工学院海洋工程研究[3 ]Xie Shi-Leng Action of Waves 所，1986年.and Currents oa an Open Sea Te-rminal Proc Offshore Mechanicsop China 1986 atd Aretic Engineering Worksh-（4）谢世楞，海上墩式建筑物周围的冲刷问题，第四届海岸工程会议论文，交通部
第一航务工程助察设计院，1986年.
明显.为了使大直径管桩能进一步得到推广应提高经济效益和可望得到的经济效益作一些探讨，以供今后推广应用的参考.为达到量的概念，就拿直径120厘米的预应力钢筋凝土管 桩与传统的60×60厘米空心方桩作比较分析.
一、桩的垂直承载能力
华东地区大都属钦土地区，桩基一般采用摩擦桩.由于过去采用的设计承载力都不大， 所以整本身材料的允许承载能力，都不是控制因素，随着打链锤性能的提高和打桩船舶性能的提高，所采用的桩愈来愈长，设计承载能力也意来愈大.但从桩本身断面和强度计算，其充许承载力应有一个限度.今根据国际预应力各国预应力混题土桩的生产使用情况，列出桩 混凝土协会于1968年学行国际讨论会中，综合
图1
弯曲系数）为：
N=647000kg=647′-650
式中N为设计允许承载力（kg），
如取桩基础地基承载力的安全系数为2，则根据以上计算所得的材料允许承载能力推吨.目前所用桩锤的最大型号为MB70柴油， 算，地基的极限承载能力应分别为600吨和1300能打入桩的最大地基极限承载能力估计为900吃左右，因此60厕米方桩的设计承载力即使不考虑整的织向弯曲折减因素，最大也不得超过303吨.面120厘米管桩的设计承载力，只能 采用450吨（也不考虚纵向弯曲折减因素），如要充分利用桩材料本身的允许承载能力，必须提高锤的击能量以提高地基基础的极限承载能力.为此，我局最近向英国B.S.P公司进口一台HH30型号液压锤，其规格性能如 F:
N为极限承载力（kg），
土规范计算，S约等于2.4~2.5）.K为混凝土匀质系数，水平浇筑混凝土柱可取为1.
fe为混凝士28天强度（试件为中15×30匯米园柱体）=0 8R（20厘米立方体28天强度）kg/em².
f.为有效预应力，取f，=60kg/cm². Ac为涩凝土截百面积（cm²）.
1、60×60厘米方桩，450号混凝土，空心囊直径为33厘米，Ac=2745cm².8C9400kg 3 3
总亚3=吨：捶重30吨；冲程1.2米；
最大锈出能量36吨米；有效锤击能量34.2吨米.
能击混凝土桩的地某级限承载力估计可达1500~1800吨，1987年8月可以到货，使用新键后，在桩基承载力设计时，可以认为中120厘米管桩比60厘米方桩大650/300=2.17倍.但两者新面积比为4370/2745=1.59倍：
N =296000kg=296′300*
2、中120厘米管柱，壁厚13屋米，混凝土强度600号，Ac=4370cm²，
3 3
(C)1994-2024 China Academic Jourmal Electronic Publishing House. All rights reserved.
两者每立方米混凝土直接费的比约为1.85倍；因此以每根同样长度的桩比较，120厘米管整 要比60厘米方桩贵1，59×1.85=2.94倍.从上面分析可以看出，基桩承载力提高的效益没有基桩费用增加倍数大，所以除了增大击能力外，还要提高混凝土管桩的强度，如能将混凝土强度提高至800号以上，管桩的允许承载能力 献可以提高至880吨，这样承载力提高效应为880/300=2.93倍，才能与基桩费用增加的倍数基本平衡.
目前传统采用的60厘米混凝土方桩，当有效预应力为60kg/cm时，其
极限抗裂弯距为33，18T-M；
极限强度弯距为39.89T-M，
中120米大直径管桩有效预应力为60kg/cm²时，其极限抗裂弯距为
113T-M；（考虑混凝土拉应力时）
极限强度弯距为185T-M.
虽然改用大直径管桩可减少桩数，也可节主，根据镇海和连云港二期工程试框分析，120厘米管桩与60厘米方桩实处在同一持力层标高时，其极限承载能力的比约为1.4~1.8倍，因此要以一根管桩代警三根方根的承 载力，必须要增加单根管的长度，这在连云港的地质条件下或许有所可能，但在上海或宁波地区，要达到1800地的极限承载能力，在沉桩工艺上又会带来新的问题.
根据规范，考虑混凝土抗拉应力时，抗裂约一些打桩费用，但由于华东地区以摩擦桩为弯矩安全系数K；取1.15；不考虑混凝土的抗 拉应力时K，=0.
从以上资料比较，大直径管桩的抗弯性能与方整相比，可提高：
充许抗裂弯矩为
（113÷1 15）：（33 18÷1 15)=3 4倍；
（考虑混凝土抗拉应力时）
(66 91 0)：(33 181.15)=2 32倍;
基桩的缘向成横向间距必领增大，会使上部结 另外，采用大直径管桩，整数减少后，码头构的造价有所增加，从目前的技术者，增大基同距后，要全部靠上部结构改革来产生经济效益也是比较图难的.由于以上理由，可以认为在一般情况下，凡是60厘米方桩适用的地方，是 难以用大直径管桩来代替的，即使将来技术方面有所突破，其经济效益也是有限的.只有在某种特定条件下，如连云港二期码头工程要适左右，上复软粘土情况下，一般万吨级深水码 应大量抛填块石，或者基岩层在-15~-20米头既不适于大量开挖国填块石基床作重力式码头，也不适于建一般的方桩柱基码头，可考虑采用大直径管桩基，将柱基嵌入岩基.因此我局也进口了一台适于钻进岩基的钻机，可钻进强度为800kg/cm*的岩基，成孔直径为90层 米，可进行扩孔，最大孔径为150闻米.以便用大直径管桩代替钢桩使用以产生经济效益.
充许强度弯矩为
（1851 65)：(39.89 1 65)=4 64倍.
另外在受波浪力步响时，圆形桩比方形桩但这里存在着一个计算抗裂时考虑不考虚混凝 有利，所以大直径管核的抗弯性能比方桩有利.土抗拉应力的间题，设计者只有根据规范规定，当采用高度碳素钢丝或绞线配筋时，构件不得考虑混凝土抗拉应力，因此认为抗裂性能并不理想.婆解决设计者的顾虑，必须进一步改用20根双股745钢绞线代替目前所用20根 单股7中5钢绞线，这样即使不考虑混凝土的抗拉应力，管桩的允许抗裂弯矩可提高至133.8来，比方桩的允许抗裂弯矩要大1.3 8（33 181 15)=4 64倍.
因此正现有基础上，必须进一步考虑研制采用双股75制绞线的工艺.另外，对于采用钢较线后不能考虑混凝土抗拉应力这道框框，也应该作必要的研究探讨，希能取得有力的数
二、桩的抗弯能力
(C)1994-2024 China Academic Journal Electronic Publishing House. A1l rights reserved.
是不考虑混凝土抗拉强度情况下，只有66.9 T-M仅约为钢桩的三分之一，但混土桩在受压状态下，它的抗弯能力能够提高.
性能. 据来突破它，以便更能发挥大直径管桩的抗弯
三、大直径管桩与钢桩比较：
今取同样外径的钢桩中120厘米，壁厚16毫米，每米重464公斤，考虑防锈蚀的富裕厚度为4毫米，钢桩的抗压和抗拉强度为1600 kg/cm”，计算得铜桩的有效抗弯能力为210.7T-M.
先从允许抗裂弯矩来计算：
混凝土管桩的断面积A=4370cm²；断面模量W=107130cm²；
假定管桩受轴向力N（kg）；
管桩斯面上压应力o=N/A
同样长的钢桩要比混凝土大直径管桩贵3.18倍，所以当桩结构主要承受垂直承载力时，大直径管桩的经济效益就具有明显的优越 性.虽然大直径管的允许抗弯能力，尤其
由于此压应力o的存在，可以使管桩增加抗裂弯矩M=aW
抗裂弯矩列表于表1 现将不同输向力作用下大直径管桩的允许
表1
100 200 300 40独向力 N(T) 500 600轴向压应力o（kg/cm²） 22.88 45.76 68.65 91.53 114 42 137 30始向力增加的抗矩（T一M） 24 51 49 02 73.53 98.04 122 56 147 07大直径管桩充有轴向力作刑下的 91 41 115 92 141 43 164 94 189 46 213 97允许检裂弯短（T一M）
α= RA（Ryo'ya）Ay KN RyAy （4）式中R为弯曲抗压设计强度=405kg/cm*;A为截面面积=4370cm²，r分别为管核内、外半径=47、60cms Ry为受拉钢筋设计强度=12800kg/cm²;Ay为全部纵向预应力钢筋=28.6cm² =R -（ox-os）-no =6366 0为受压区予应力钢筋的设计应力kg/cm r为纵向预应力钢筋所在园的半径=53 5cme为纵向力N对截面重心的偏心距； N为偏心荷载；
混凝土的弯曲抗压允许强度为RW/K=405/1.65=245.45kg/cm².故即使管受轴向力600吨情况下，管桩受压侧的压应力仅为 137.3062.44=199.74kg/cm²<245.45kg/cm*. 再从管桩的允许强度弯矩来计算：根据钢筋混凝土规范JTJ200-82第6、2、7条，构件纯受弯时 （1） （2） 第6、2、18条，构件受偏心受压时 将以上数据代入（1）、（2）式得α = 0.1874; KM = 185T-M 允许强度弯距M=1851 65=112T-M. 今将不同轴向力N代入（3）、（4）式得大直径管桩在N作用下的允许强度弯矩见表 2. 表2 轴向力 N(T) 100 200 300 400 500 600a 0 2718 0.3563 0 4407 0.5252 0 6069 0 6940sinna 0.2400 0 2864 0.3128 0 3173 0 2996 0.2610允许强度弯 152 181 198 201 190 165（T-M） 面积为448cm²，有效断面模量W=13167cm；g=1600kg/cm²；在不同轴向荷载作用下， 得钢桩的允许抗弯能力见表3. 今将大直径管桩允许抗裂弯矩和允许强度夸矩与轴向有载的关系绘成图2所示，可以明 显看到，有轴向力存在时，抗弯能力均比无轴向力时为大.轴向力N在500鲍以内时，允许弯矩受抗裂限制：N在500吃以上时，允许弯矩受材料强度限制. 表3 推向力 N(T) 100 200 300 400 500 600性的无许抗弯能力 TM 181 152 122 93 64 34 将结果亦绘于图2.从图中清楚看到，钢管桩的抗弯能力随轴向力的增加而急剧衰减.钢桩还有需要防肩蚀的问题，根据过去在陈护措施的基建费用估算，每平方米钢桩表面积 山、金山、宝钢、北仑等工程中所采用阴极防（以桩总长计）约需20~40元.一根60米长钢桩约需4500~9000元，还未计每年的营运费用. 因此可以认为，在无掩护水城建深水码，均可以大直径管桩代替，其经济效益非常 ，端用钢管桩的地方，只要不是单纯受弯结职显.因为桩基由上部结构自重产生的轴向力和使用时产生的轴向力对整的抗弯能力均为有利，所以大直径管桩的抗弯能力，不但不比钢桩小，反面更为优越. 图2 .（2）大直径润土管允许强度弯矩： 一（1）大直钢第润限土管性允许试装可；"一（3）客管相允许毒见， 对钢桩来说，由于钢材的抗压、抗拉强度相等，非但不能利用这个条件，在有轴向荷数 情况下，其抗弯能力反面有所降低. 以最近北仑电厂工程卸煤码头400根120厘米的桩基估算，如采用大直径管桩，经济效益就在1500万元以上.今后随着国家经济建设的发展，码头建设面向外海、深水会愈采愈多，因此大直径管桩对今后港口向深水、外海 今将0= A W 演变为M=W（g- NA 钢桩扣除预防锈蚀层厚度4毫术后，有效
