作為內(nèi)河駁岸和一般小型基坑使用的鋼筋混凝土板樁,通常厚度為 16~25cm,寬度 40~70cm,長度 10m 左右。矩形鋼筋混凝土板樁構(gòu)造,如圖 15-1 所示。
一、截面形式
鋼筋混凝土板樁有矩形、“T”形和“工”形截面,也可采用圓管形或組合型。板樁墻轉(zhuǎn)角與封閉分為矩形轉(zhuǎn)角、T 形封閉、扇形轉(zhuǎn)角等形式,如圖 15-2 所示。
1、矩形截面槽榫結(jié)合
矩形截面槽榫結(jié)合為目前常用方式,板樁樁尖一邊為直邊,一邊為斜邊,靠沉入時相互緊擠形成板樁墻。作為擋水和擋土結(jié)構(gòu),為了增加其封閉性,提高防水效果,每根板樁樁身兩側(cè)設(shè)有凹凸榫槽企口,只起擋土作用的為全榫板樁,需擋水的為半榫板樁。板樁沉入后凹槽內(nèi)須沖洗干凈并灌細石混凝土,凹榫槽深度不宜小于 5.0cm。其截面形式及配筋構(gòu)造如圖15-3、圖 15-4 所示。如截面較厚時可以在中間留孔,用抽管法或氣囊法生產(chǎn)均可,如在現(xiàn)場設(shè)置長線臺座用預(yù)應(yīng)力鋼絲先張法生產(chǎn),或在工廠生產(chǎn)均可。
常用的非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板樁樁長一般在 20m 之內(nèi)。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板樁主要用在船塢及碼頭工程上,用水上打樁船施工,樁長一般在 20m 以上。
2、工字形薄壁截面
大截面薄壁板樁由于其截面剛度較大,擠土少、易打入,工程應(yīng)用比較經(jīng)濟。現(xiàn)場制作時可以翼板預(yù)制再與腹板澆成整體或腹板預(yù)制與兩翼板現(xiàn)場澆成整體。由于無槽榫結(jié)合,沉樁時必須有導(dǎo)架保證樁位整齊垂直。
至于用兩塊預(yù)制槽板現(xiàn)澆筑成中空方形截面的板樁,現(xiàn)場制作工作量較少,剛度亦較大,薄壁截面板樁均可采用預(yù)應(yīng)力鋼絲長線臺座法生產(chǎn),進而可充分發(fā)揮其薄壁特性。工形及方形預(yù)制現(xiàn)澆整體式薄壁板樁構(gòu)造,如圖 15-5 所示。
工字形板樁已廣泛用做地下連續(xù)墻接頭,或與攪拌樁形成復(fù)合結(jié)構(gòu),圖 15-6 工字形板樁的復(fù)合支護示意圖。工字形板樁的復(fù)合支護形式,如圖 15-6a、圖 15-6b 所示。
二、截面強度計算
截面計算原則:鋼筋混凝土板樁當(dāng)被用于基坑支護時,系臨時工程受彎構(gòu)件,一般按強度控制原則計算截面,即按承載能力極限狀態(tài)進行計算,當(dāng)作為永久結(jié)構(gòu)的一部分有耐久性要求時應(yīng)驗算裂縫寬度是否滿足限值,當(dāng)軸向力較大時,應(yīng)按照偏心受壓構(gòu)件設(shè)計。由于地下工程土壓力隨開挖深度與時間而變化,以及某些不確定因素,因此截面設(shè)計時按計算最大彎矩雙面配筋,同時還要根據(jù)起吊和運輸工況進行受力和變形驗算。此外,還應(yīng)驗算板樁混凝土斷面的抗剪強度,但一般板樁墻均以抗彎作為混凝土斷面的計算控制。
長度較長的板樁當(dāng)截面過于單薄時,要驗算錘擊沉樁時樁身的側(cè)向彎曲應(yīng)力,因此從一般的使用角度長細比可以供參考表,如表 15-1 所示。
如采用中空截面時,樁的截面設(shè)計還應(yīng)加大。
鋼筋混凝土板樁的具體截面構(gòu)造、配筋形式可參見有關(guān)工程實例。
三、構(gòu)造要求
混凝土設(shè)計強度等級不低于 C25,強度達 70%方可場內(nèi)吊運,達 100%時方可施打;受力筋采用直徑不小于 16mmⅡ級鋼筋,樁頂主筋外伸長度不小于 350mm,構(gòu)造筋采用直徑不宜小于 8mmⅠ級鋼筋;吊鉤鋼筋采用直徑不小于 20mmⅠ級鋼筋,需綁扎在下層主筋上,不得用冷拉鋼筋;主筋保護層:頂部為 80mm,底部為 50mm,側(cè)面為 30mm。