1、預(yù)應(yīng)力空心方樁比上海中技樁業(yè)股份有限公司蘇州分公司、2007年全國(guó)建設(shè)行業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目項(xiàng)目編項(xiàng)目名稱完成單位證書編號(hào)2007001載體樁成套技人北京波森特巖土工程有限公司20070472007002DX多節(jié)三岔擠擴(kuò)灌注樁北京中闊地基基礎(chǔ)技術(shù)有限公20070422007003離心法預(yù)應(yīng)力混凝十空心方樁上海中技樁業(yè)股份有限公田20070562007004建筑新型樁基技術(shù)廣州市建筑科學(xué)研窮院20070632007005WF日昆凝十密肋空心樓蓋長(zhǎng)沙航凱建材技術(shù)有限公司20070392007006鍛造外六方直螺紋鋼筋1華妾套河北易I大鋼筋連接技術(shù)有限公20070412007007期寶外墻保溫裝飾系統(tǒng)

2、技術(shù)它徽期寶建筑節(jié)能材料有限公20070712007008PUB-S-I聚氨酯保溫板外墻外保竦州市科沃新型建材有限公司20070682007009TF聚氨酯石市泡絕執(zhí)陽(yáng)燃餌合板M由天豐鋼結(jié)構(gòu)有限公司20070552007010ZTS環(huán)保型多功能每合保溫板應(yīng)青島眾天墻材高新技術(shù)開徐有20070012007011XR無(wú)機(jī)保溫材料乃且在外墻外上海裕宸科技有狼公司20070032007012HS-ICF餌合墻外墻外保溫體系哈爾漁鴻盛建筑材料制造有限20070572007013瑞易通相泡聚氨酯外墻外保溫青島瑞易通建設(shè)丁程有限公司20070072007014IDL膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保北京德科振邦科技發(fā)

3、展有限公20070342007015康能膨脹聚 采板 外墻外保溫系上海沛瑯化學(xué)建材有限公司2007016111J1V J 1 J 1 h1 J2007016康能膠粉需芾顆粒外墻外保溫匕海沛瑯化學(xué)建材有限公司2007017二、預(yù)應(yīng)力空心方樁與實(shí)心方樁的性價(jià)對(duì)比（一）質(zhì)量實(shí)心方樁的生產(chǎn)過(guò)程為純手工操作，包括混凝土攪拌、喂料、振搗、繞籠等，人員操作的隨意性，決定了其質(zhì)量難以保證，在運(yùn)輸及施工中的破損率極高，質(zhì)量波動(dòng)比較大，工程質(zhì)量難以保證。而預(yù)應(yīng)力空心方樁采用了目前最先進(jìn)的混凝土構(gòu)件生產(chǎn)工藝，從混凝土的攪拌開始包括喂料、離心、繞籠、蒸養(yǎng)等，全部為電腦控制，機(jī)械化作業(yè)，又加上預(yù)應(yīng)力空心方樁本身的混凝土

4、強(qiáng)度比較高，承載力比較大，所以空心方樁的自身成樁質(zhì)量非常優(yōu)越，在運(yùn)輸及施工中的破損率極低，遠(yuǎn)小于實(shí)心方樁，能充分保證工程質(zhì)量。（二）積土實(shí)心方樁的積土量，理論上講就是壓入地面以下的樁的體積，對(duì)于土質(zhì)比較硬或四周有建筑物的地段，由于積土的影響，會(huì)造成后期沉樁的困難，或?qū)λ闹芙ㄖ锏馁|(zhì)量造成不良影響，所以各施工單位在沉樁的過(guò)程中，總是想盡一切辦法來(lái)減少積土，以免造成不良后果。而預(yù)應(yīng)力空心方樁，由于采用了空心的形狀，在沉樁的過(guò)程中，土質(zhì)能進(jìn)入到空心部位，不但提高了空心方樁的自身承載力，而且也有效減少了積土。對(duì)于一般性粘土地質(zhì)，土層進(jìn)入樁身空心的深度在10 米左右，相對(duì)于實(shí)心方樁，可減少積土10%以上

5、。(三)施工實(shí)心方樁由于自身的混凝土強(qiáng)度比較低，接樁時(shí)間比較長(zhǎng)，使得樁的破損率比較高，沉樁速度比較慢。而空心方樁由于樁本身強(qiáng)度比較高，抗打擊力比較強(qiáng)，加之其接樁方便快捷，使得空心方樁的破損率極低，沉樁 速度比較快。(四)工程造價(jià)預(yù)應(yīng)力空心方樁結(jié)合了 PHCffi的先進(jìn)生產(chǎn)工藝與實(shí)心方樁的外形特點(diǎn)，其本身的性能遠(yuǎn)高于實(shí)心方樁，而產(chǎn)品單價(jià)卻比同規(guī)格的實(shí)心方樁低10%以上，例如上海市場(chǎng)上300 X 300的實(shí)心方樁單價(jià)約 94元/米，而300( 180) 的空心方樁單價(jià)只有 75元/米，對(duì)于樁深 25米的樁，每根節(jié)約成本為(94-75) X 25 = 475 元(可節(jié)約 19 元/米)。通過(guò)以上對(duì)比

6、可以看出，預(yù)應(yīng)力空心方樁無(wú)論質(zhì)量還是價(jià)格都比較實(shí)心方樁有明顯的優(yōu)勢(shì)。預(yù)應(yīng)力空心方樁和實(shí)心方樁技術(shù)參數(shù)對(duì)比表規(guī)格施工破損率樁身承載力設(shè)計(jì)值(kN)生產(chǎn)工藝混凝土強(qiáng)度出廠周期積土影響焊接方式300 X300C603天小直接焊接實(shí)心方樁V6%8%1154傳統(tǒng)工藝C4028天大角鐵焊接圖1 300 X 300實(shí)心方樁四樁承臺(tái)示意圖圖2 TKFZ 300 X 300空心方樁四樁承臺(tái)示意圖（五）承臺(tái)造價(jià)由上表可以清楚地看出，選用 TKFZ 300 空心方樁在力學(xué)性能上完全可以替代 300 實(shí)心方樁，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)看，選用 TKFZ 300 空心方樁較 300 實(shí)心方樁相比可節(jié)省20%以上，若為承臺(tái)基礎(chǔ)

7、， 根據(jù) 2008 年樁基技術(shù)規(guī)范，實(shí)心方樁各樁間中心距不宜小于樁外邊長(zhǎng)的 4.0 倍，空心方樁各樁間中心距不宜小于樁外邊長(zhǎng)的 3.5 倍， （大約可節(jié)省10%的承臺(tái)費(fèi)用），如此估算，若一個(gè)基礎(chǔ)造價(jià)為 1000 萬(wàn)元的工程，選用 TKFZ 300 空心方樁替換 300 實(shí)心方樁，大約可節(jié)省費(fèi)用 350 萬(wàn)左右，體現(xiàn)出空心方樁極高的性價(jià)比。三、 300 預(yù)應(yīng)力空心方樁與400 管樁的性價(jià)對(duì)比空心方樁是一種結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁和預(yù)制方樁二者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了其大部分缺點(diǎn)的新型樁型，現(xiàn)國(guó)際上（如美國(guó)、日本等）已大力開始推廣使用。 按混凝土的等級(jí)強(qiáng)度及混凝土承載面的大小可分為KFZ、 HKFZ、 TKFZ，

8、分別為預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁（ KFZ） 、 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土空心方樁（ HKFZ） 、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁空心方樁（TKFZ）,其中TKFZ主要用于摩擦樁為主的地 質(zhì)，而 HKFZ 主要適合于承載力要求較高或有高耐腐蝕要求的地質(zhì)情況，KFZ與TKFZ的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C60, HKFZ的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80b空心方樁的外邊長(zhǎng)主要有250X2501000X 1000,以每50為增量。相對(duì)于其它樁型，特別是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁而言，其突出的優(yōu)點(diǎn)在：1、同截面混凝土下方樁外表面積比管樁大，且成方型或多邊角型的外形，在土層中樁體周邊土與土的休止角比圓型的摩阻系數(shù)要大得多，這就意味著空心方樁比管樁在同等地質(zhì)

9、條件下能獲得更大的承載力，為工程省下大量的基礎(chǔ)資金；2、從下表的對(duì)比情況看，300（ 150）的空心方樁的樁本身承載力要大于400 （80）的管樁，每KN承載力造價(jià)要低于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，同時(shí)由于樁的外邊長(zhǎng)從400 減小到 300， 承臺(tái)或剪力墻基礎(chǔ)的尺寸可進(jìn)一步減小，基礎(chǔ)的減小可減小鋼筋的用量和基礎(chǔ)的深度，這意味著設(shè)計(jì)人員在同樣的設(shè)計(jì)承載力下， 可優(yōu)選方樁， 樁材料費(fèi)用可省下一大筆， 這對(duì)建設(shè)方來(lái)說(shuō)，何樂(lè)而不為呢？3、方樁的理論計(jì)算抗剪力是同混凝土用量管樁的23倍，據(jù)日本建設(shè)省的實(shí)際測(cè)試是管樁的 4.5倍，這說(shuō)明空心方樁的抗震性能非常優(yōu)越， 很值得在多震的區(qū)域及高層建筑、大面積地下室的建筑物

10、基礎(chǔ)中推廣使用；4、空心方樁繼承并發(fā)揚(yáng)了原有混凝土方樁的施工破損率低的特點(diǎn)，高 強(qiáng)混凝土配上方形的頭部，更能承受比圓形頭部的耐沖擊性能，使樁在施 工中比管樁小得多的樁頭破損；方形比圓形更大的焊接周長(zhǎng)充分保證的每 節(jié)樁之間的有效焊接強(qiáng)度，大大減小了管樁在施工中出現(xiàn)的節(jié)頭脫焊或移 位現(xiàn)象，使沉樁質(zhì)量更優(yōu)；HKFJ300A方樁與PHC-400AB管樁的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比規(guī)格施工破損率樁身承載力設(shè)計(jì)值(KN)樁身承載力極限值(KN)抗拉強(qiáng)度MPa抗剪強(qiáng)度MPa施工方式打樁費(fèi)用元/米300*300空心方樁0.3%172720464.493.88所有方式7左右4002.0%164019434.101.06不適合

11、10左右管樁抱壓法圖1400管樁四樁承臺(tái)示意圖圖2 300 X300預(yù)應(yīng)力空心方樁四樁承臺(tái)示意圖5、由上表可以清楚地看出，選用 300空心方樁在力學(xué)性能上完全可以 替代400管樁，同時(shí)使用小樁徑的基樁，在施工速度、擠土影響等方面 又可大大改進(jìn)，其性能上還超越管樁。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)看，選用300 空心方樁較400管樁相比可節(jié)省10元/米左右，打樁費(fèi)可節(jié)約1元/米， 若為承臺(tái)基礎(chǔ)，根據(jù)樁基技術(shù)規(guī)范，各樁間中心距不宜小于樁外邊長(zhǎng)的3.5倍，（大約可節(jié)省43%勺承臺(tái)費(fèi)用），如此估算，若一個(gè)基礎(chǔ)造價(jià)為 1000萬(wàn) 元的工程，選用300空心方樁替換400管樁，大約可節(jié)省費(fèi)用 250萬(wàn)左 右，體現(xiàn)出空心

12、方樁極高的性價(jià)比。1.單個(gè)4樁承臺(tái)使用混凝土量（帶鋼筋），以國(guó)家規(guī)范承臺(tái)樁之間中心距 不得小于3.5d計(jì)算3.空心方樁(300X5.5d) X ( 300X 5.5d) X 承臺(tái)厚度 80=2.178 (m3)4 .以混凝土（帶鋼筋）800元/m3承臺(tái)計(jì)算5 .管樁 3.872（m3） X 800 元/m3=3097.60 元6 .空心方樁 2.178 （m3） X 800 元/m3=1742.40 元7 .按這樣計(jì)算每個(gè)承臺(tái)又可節(jié)省1355.20元X n個(gè)400 預(yù)應(yīng)力空心方樁與500 管樁的性價(jià)對(duì)比空心方樁是一種結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁和預(yù)制方樁二者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了其大部分缺點(diǎn)的新型樁型，現(xiàn)國(guó)際上

13、（如美國(guó)、日本等）已大力開始推廣使用。 按混凝土的等級(jí)強(qiáng)度及混凝土承載面的大小可分為KFZ、 HKFZ、 TKFZ，分別為預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁（ KFZ） 、 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土空心方樁（ HKFZ） 、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁空心方樁（TKFZ）,其中TKFZ主要用于摩擦樁為主的地 質(zhì)，而 HKFZ 主要適合于承載力要求較高或有高耐腐蝕要求的地質(zhì)情況，KFZ與TKFZ的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C60, HKFZ的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C80b空 心方樁的外邊長(zhǎng)主要有250X2501000X 1000,以每50為增量。相對(duì)于其它樁型，特別是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁而言，其突出的優(yōu)點(diǎn)在：1、同截面混凝土下方樁外表面積比管樁

14、大，且成方型或多邊角型的外形，在土層中樁體周邊土與土的休止角比圓型的摩阻系數(shù)要大得多，這就意味著空心方樁比管樁在同等地質(zhì)條件下能獲得更大的承載力，為工程省下大量的基礎(chǔ)資金；2、從下表的對(duì)比情況看，400（ 240）的空心方樁的樁本身承載力要大于500 （ 110）的管樁，每KN承載力造價(jià)要低于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，同時(shí)由于樁的外邊長(zhǎng)從500 減小到400，承臺(tái)或剪力墻基礎(chǔ)的尺寸可進(jìn)一步減小，基礎(chǔ)的減小可減小鋼筋的用量和基礎(chǔ)的深度，這意味著設(shè)計(jì)人員在同樣的設(shè)計(jì)承載力下，可優(yōu)選方樁，樁材料費(fèi)用可省下一大筆，這對(duì)建設(shè)方來(lái)說(shuō)，何樂(lè)而不為呢？3、方樁的理論計(jì)算抗剪力是同混凝土用量管樁的23倍，據(jù)日本建設(shè)省的

15、實(shí)際測(cè)試是管樁的 4.5倍，這說(shuō)明空心方樁的抗震性能非常優(yōu)越， 很值得在多震的區(qū)域及高層建筑、大面積地下室的建筑物基礎(chǔ)中推廣使用；4、空心方樁繼承并發(fā)揚(yáng)了原有混凝土方樁的施工破損率低的特點(diǎn)，高 強(qiáng)混凝土配上方形的頭部，更能承受比圓形頭部的耐沖擊性能，使樁在施 工中比管樁小得多的樁頭破損；方形比圓形更大的焊接周長(zhǎng)充分保證的每 節(jié)樁之間的有效焊接強(qiáng)度，大大減小了管樁在施工中出現(xiàn)的節(jié)頭脫焊或移 位現(xiàn)象，使沉樁質(zhì)量更優(yōu)；HKFJ400A方樁與PHC-500AB管樁的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比規(guī)格施工破損率樁身承載力設(shè)計(jì)值(KN)樁身承載力極限值(KN)抗拉強(qiáng)度MPa抗剪強(qiáng)度MPa施工方式打樁費(fèi)用元/米400*400

16、空心方樁0.3%288534184.493.88所有方式12左右500管2.0%254030104.101.06不適合15左右樁抱壓法圖1500管樁四樁承臺(tái)示意圖 圖2 400X 400預(yù)應(yīng)力空心方樁四樁承臺(tái)示意圖5、由上表可以清楚地看出，選用400 空心方樁在力學(xué)性能上完全可以替代500管樁，同時(shí)使用小樁徑的基樁，在施工速度、擠土影響等方面又可大大改進(jìn)， 其性能上還超越管樁。 同時(shí)， 從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)看， 選用 400空心方樁較500管樁相比可節(jié)省18元/米左右，打樁費(fèi)可節(jié)約1元/米，若為承臺(tái)基礎(chǔ)， 根據(jù)樁基技術(shù)規(guī)范， 各樁間中心距不宜小于樁外邊長(zhǎng)的 3.5倍， (大約可節(jié)省36%的承臺(tái)費(fèi)用)

17、，如此估算，若一個(gè)基礎(chǔ)造價(jià)為 1000 萬(wàn)元的工程，選用400空心方樁替換500管樁，大約可節(jié)省費(fèi)用300萬(wàn)左右，體現(xiàn)出空心方樁極高的性價(jià)比。1 . 單個(gè) 4 樁承臺(tái)使用混凝土量(帶鋼筋) ，以國(guó)家規(guī)范承臺(tái)樁之間中心距不得小于 3.5d 計(jì)算2 .管樁(500X 5.5d) (m3) X ( 500X5.5d) X 承臺(tái)厚度 80=6.05 (肅)3 .空心方樁(400X5.5d) X ( 400X5.5d) X 承臺(tái)厚度 80=3.872 (m3)4 .以混凝土(帶鋼筋)800元/m3承臺(tái)計(jì)算。5 .管樁 6.05 (ml) X 800 元/m3=4840 元6 .空心方樁 3.872 (m

18、3) X 800 元/m3=3097.6 元7 .按這樣計(jì)算每個(gè)承臺(tái)又可節(jié)省1742.4元X n個(gè)五、預(yù)應(yīng)力空心方樁與預(yù)應(yīng)力管樁的樁身質(zhì)量分析（特別做抗拔樁使用）1. 材質(zhì)區(qū)別相當(dāng)大管樁端板為地條鋼板， 碳含量達(dá)到0.50%以上，導(dǎo)致焊接質(zhì)量極差， 使樁節(jié)容易脫開，且使用年限不會(huì)超過(guò)20年。而空心方樁端板采用 Q235鋼板，完全避免了以上缺點(diǎn)。這一點(diǎn)在有抗拔要求的樁上尤為突出。2. 連接方式管樁端板連接只能是單一的焊接接頭，其局限性較大，一般不宜作為抗拔樁使用，而空心方樁有針對(duì)性地開發(fā)了幾套連接方法，用于滿足不同類型的使用條件（例：用角鐵連接等） 。3. 結(jié)構(gòu)由于方形結(jié)構(gòu)的本身截面抵抗矩比圓形

19、結(jié)構(gòu)更大，因此方樁樁身的抗彎、抗拉性能較圓形強(qiáng)。六、性價(jià)比示例計(jì)算一一降低基礎(chǔ)造價(jià)追求性能卓越例：HKFZ-A 400與PHC 500 AB的性價(jià)對(duì)比HKFZ-A400預(yù)應(yīng)力空心方樁（樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值為 2885kN）和PHC 500 AB （樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值為 2560kN）的技術(shù)指標(biāo)均滿足本工程樁基 設(shè)計(jì)要求，以下為性價(jià)對(duì)比。1 .樁身價(jià)格對(duì)比：樁型樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值（kN）價(jià)格（元/米）HKFZ-A 4002885 （壁厚 80mm148PHC 500 AB2560 （壁厚 100mm169備注：此價(jià)格為2010年11月份樁類產(chǎn)品報(bào)價(jià)。目前市場(chǎng)上 打樁費(fèi)HKFZ-A 400為1

20、2元/米，PHC 500 AB為15元/米。2 .預(yù)應(yīng)力空心方樁的承臺(tái)造價(jià)節(jié)約：（a）以單個(gè)4樁承臺(tái)使用混凝土方量（帶鋼筋）計(jì)算，以國(guó)家樁基規(guī)范承臺(tái)樁之間 中心距離不得小于3.5d計(jì)算，承臺(tái)厚度假設(shè)以80cm計(jì)算:PHC 500ABi 樁:3(3.5 X 0.5+0.5+0.5 ) X ( 3.5 X0.5+0.5+0.5 ) X 0.8 = 6.05 m 3HKFZ-A 400 空心方樁：3(3.5 X 0.4+0.4+0.4 ) X ( 3.5 X0.4+0.4+0.4 ) X 0.8 = 3.87 m每個(gè)承臺(tái)可節(jié)約的混凝土方量為：6.05 - 3.87 = 2.18 m以混凝土（帶鋼筋）

21、500元/m3計(jì)算:2.18 X 500 = 1090（b） 單個(gè) 4 樁承臺(tái)（以每根單節(jié)樁20 米計(jì)算）的樁總長(zhǎng)度：的樁總長(zhǎng)度：20X4 = 80米1090+80 = 13.625 元/米選用HKFZ-A 400空心方樁代替PHC 500ABs樁，樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值提升百分比為：(2885-2560) + 2560X 100% = 12.69%通過(guò)以上對(duì)比分析，在保證設(shè)計(jì)要求下，如選用 HKFZ-A400 空心方樁代替 PHC 500AB 管樁，樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值在管樁基礎(chǔ)上提升了12.69%，且每米可節(jié)約( 148-132) +13.625 = 29.625 元。整體樁基造價(jià)可節(jié)約(2

22、9.625 +126) X 100% = 23.51%。注：本示例在2011 年 2 月份市場(chǎng)價(jià)格基礎(chǔ)上計(jì)算。七、附表(一)實(shí)心方樁、PHCt樁、預(yù)應(yīng)力空心方樁綜合性價(jià)對(duì)比表250實(shí)心方樁、300管樁、250空心方樁性價(jià)對(duì)比表樁型周邊長(zhǎng)樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值(kN)生產(chǎn)工藝混凝土強(qiáng)度出廠時(shí)間擠土影響承臺(tái)投資節(jié)約價(jià)格實(shí)心方樁1米835.6傳統(tǒng)預(yù)制不身于C4028天大-30%低管樁小3000.94 米710工廠化生產(chǎn)不低于C603天小-0%高空心方樁1米907工廠化生產(chǎn)不低于C603天極小-30%低300實(shí)心方樁、400管樁、300空心方樁性價(jià)對(duì)比表樁型周邊長(zhǎng)樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值(kN)生產(chǎn)工藝混凝土強(qiáng)度出廠時(shí)間擠土影響承臺(tái)投資節(jié)約價(jià)格實(shí)心方樁1.2米1203.3傳統(tǒng)預(yù)制不身于C4028天大-43%高管樁小4001.25 米1260工廠化生產(chǎn)不低于C603天小-0%中空心方樁1.2米1243工廠化生產(chǎn)不低于C603天極小-43%低400實(shí)心方樁、500管樁、400空心方樁性價(jià)對(duì)比表樁型周邊長(zhǎng)樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值(kN)生產(chǎn)工藝混凝土強(qiáng)度出廠時(shí)間擠土影響承臺(tái)投資節(jié)約價(jià)格實(shí)心方樁1.6米1627.8傳統(tǒng)預(yù)制