预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较.docx
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预应力空心方桩与实心方桩空心管桩经济型比较
一、2007年全国建设行业科技成果推广工程1
二、预应力空心方桩与实心方桩的性价比照1
〔一〕质量1
〔二〕积土2
〔三〕施工2
〔四〕工程造价2
〔五〕承台造价错误!
未定义书签.
三、300预应力空心方桩与400管桩的性价比照3
四、400预应力空心方桩与500管桩的性价比照6
五、预应力空心方桩与预应力管桩的桩身质量分析〔特别做抗拔桩使用〕9
六、性价比例如计算一一降低根底造价追求性能卓越9
七、附表I
〔一〕实心方桩、PHC管桩、预应力空心方桩综合性价比照表I
〔二〕同等规格桩型混凝土方量差异计算III
〔三〕公司案例IV〔四〕公司荣誉V
2007年全国建设行业科技成果推广工程
工程编号
工程名称
完成单位
证书编号
载体桩成盖技术
北京波森特岩土工程
DX多节二岔挤扩灌注桩
北京中阔地基根底技术
离心法块应力混凝土空心方桩
上海中技桩业股份
建筑新型桩基技术
广州市建筑科学研究院
WFB混凝土密肋空心楼盖
长沙航凯建材技术
锻造外六方直螺纹钢筋连接套筒
河北易达钢筋连接技术
罗宝外墙保温装饰系统技术
安徽罗宝建筑节能材料
PUBS-I聚氨酯保温板外墙外保温系统
竦州市科达新型建材
TF聚氨酯硬泡绝热阻燃复合板
河南天丰钢结构
ZTS环保型多功能复合保温板应用技术
青岛众天墙材高新技术开发
XR无机保温材料及其在外墙外保温中
上海裕宸科技
HS-ICF复合墙外墙外保温体系
哈尔滨鸿盛建筑材料制造
瑞易通硬泡聚氨酯外墙外保温体系及屋
青岛瑞易通建设工程
IDL膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
北京德科振邦科技开展
康能膨胀聚苯板外墙外保温系统
上海沛琅化学建材
康能胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统
上海沛琅化学建材
二、预应力空心方桩与实心方桩的性价比照
〔一〕质量
实心方桩的生产过程为纯手工操作,包括混凝土搅拌、喂料、振捣、绕笼等,
人员操作的随意性,决定了其质量难以保证,在运输及施工中的破损率极高,质
量波动比拟大,工程质量难以保证.而预应力空心方桩采用了目前最先进的混凝土构件生产工艺,从混凝土的搅拌开始包括喂料、离心、绕笼、蒸养等,全部为电脑限制,机械化作业,又加上预应力空心方桩本身的混凝土强度比拟高,承载
力比拟大,所以空心方桩的自身成桩质量非常优越,在运输及施工中的破损率极低,远小于实心方桩,能充分保证工程质量.
〔二〕积土
实心方桩的积土量,理论上讲就是压入地面以下的桩的体积,对于土质比拟
硬或四周有建筑物的地段,由于积土的影响,会造成后期沉桩的困难,或对四周建筑物的质量造成不良影响,所以各施工单位在沉桩的过程中,总是想尽一切办法来减少积土,以免造成不良后果.而预应力空心方桩,由于采用了空心的形状,在沉桩的过程中,土质能进入到空心部位,不但提升了空心方桩的自身承载力,
而且也有效减少了积土.对于一般性粘土地质,土层进入桩身空心的深度在10
米左右,相对于实心方桩,可减少积土10%以上.
〔三〕施工
实心方桩由于自身的混凝土强度比拟低,接桩时间比拟长,使得桩的破损率
比拟高,沉桩速度比拟慢.而空心方桩由于桩本身强度比拟高,抗打击力比拟强,加之其接桩方便快捷,使得空心方桩的破损率极低,沉桩速度比拟快.
〔四〕工程造价
预应力空心方桩结合了PHC桩的先进生产工艺与实心方桩的外形特点,其
本身的性能远高于实心方桩,而产品单价却比同规格的实心方桩低10%以上,
例如上海市场上300X300的实心方桩单价约80元/米,而300〔180〕的空心
方桩单价68元/米,对于桩深25米的桩,每根节约本钱为〔80-68〕X25=300
元〔可节约12元/米〕.
通过以上比照可以看出,预应力空心方桩无论质量还是价格都比拟实心方桩
有明显的优势.
预应力空心方桩和实心方桩技术参数比照表
规格
施工
破损率
桩身承载力设
计值〔kN〕
生产
工艺
混凝土
强度
出厂周期
积土影响
焊接方式
300x
300
v0.3%
1302
工厂化
生产
>C60
3天
小
直接焊接
实心方桩
<
6%~8%
1154
传统工
艺
WC40
28天
大
角铁焊接
1、300预应力空心方桩与400管桩的性价比照
空心方桩是一种结合预应力管桩和预制方桩二者的优点,同时克服了其大部
分缺点的新型桩型,现国际上〔如美国、日本等〕已大力开始推广使用.按混凝士的等级强度及混凝土承载面的大小可分为KFZ、HKFZ、TKFZ,分别为预应力
混凝土空心方桩〔KFZ〕、预应力高强混凝土空心方桩〔HKFZ〕、预应力混凝土薄壁空心方桩〔TKFZ〕,其中TKFZ主要用于摩擦桩为主的地质,而HKFZ主要适合于承载力要求较高或有高耐腐蚀要求的地质情况,KFZ与TKFZ的混凝土强
度等级为C60,HKFZ的混凝土强度等级为C80o空心方桩的外边长主要有250X250〜1000X1000,以每50为增量.相对于其它桩型,特别是预应力混凝土管桩而言,其突出的优点在：
1、同截面混凝土下方桩外外表积比管桩大,且成方型或多边角型的外形,
在土层中桩体周边土与土的休止角比圆型的摩阻系数要大得多,这就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力,为工程省下大量的根底资
金；
2、从下表的比照情况看,300（150）的空心方桩的桩本身承载力要大于400（80）的管桩,每KN承载力造价要低于预应力混凝土管桩,同时由于桩的外边长从400减小到300,承台或剪力墙根底的尺寸可进一步减小,根底的减小可减小钢筋的用量和根底的深度,这意味着设计人员在同样的设计承载力下,可优选方桩,桩材料费用可省下一大笔,这对建设方来说,何乐而不为呢
3、方桩的理论计算抗剪力是同混凝土用量管桩的2-3倍,据日本建设省的实际测试是管桩的4.5倍,这说明空心方桩的抗震性能非常优越,很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物根底中推广使用；
4、空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩的施工破损率低的特点,高强混
凝土配上方形的头部,更能承受比圆形头部的耐冲击性能,使桩在施工中比管桩小得多的桩头破损；方形比圆形更大的焊接周长充分保证的每节桩之间的有效焊接强度,大大减小了管桩在施工中出现的节头脱焊或移位现象,使沉桩质量更优；
HKFZ-300A方桩与PHC—400AB管桩的技术指标比照
规格
施工破损率
桩身承载
力设计值
（KN）
桩身承载
力极限值
（KN）
抗拉强度
MPa
抗剪强度
MPa
施工方式
打桩费用
元/米
300*300
空心方桩
<0.3%
1727
2046
所有方式
8
图1①400管桩四桩承台示意图图2300X300预应力空心方桩四桩承台示意图
5、由上表可以清楚地看出,选用300空心方桩在力学性能上完全可以替代
①400管桩,同时使用小桩径的基桩,在施工速度、挤土影响等方面又可大大改
进,其性能上还超越管桩.同时,从经济角度上来看,选用300空心方桩较①
400管桩相比可节省8元/米左右,打桩费可节约3元/米,假设为承台根底,根据
桩基技术标准,各桩间中央距不宜小于桩外边长的3.5倍,如此估算,假设一个基
础造价为1000万元的工程,选用300空心方桩替换①400管桩,大约可节省费用250万左右,表达出空心方桩极高的性价比.
2.管桩（400X5.5d）（m3）X（400X5.5d）X承台厚度80=3.872（m3）
3.空心方桩（300X5.5d）X（300X5.5d）X承台厚度80=2.178（m3）
4.以混凝土（带钢筋）800元/m3承台计算5.管桩3.872（m3）X800元/m3
6.空心方桩2.178（m3）X800元/m3
Xn个
2、400预应力空心方桩与500管桩的性价比照
空心方桩是一种结合预应力管桩和预制方桩二者的优点,同时克服了其大部
分缺点的新型桩型,现国际上〔如美国、日本等〕已大力开始推广使用.按混凝士的等级强度及混凝土承载面的大小可分为KFZ、HKFZ、TKFZ,分别为预应力混凝土空心方桩〔KFZ〕、预应力高强混凝土空心方桩〔HKFZ〕、预应力混凝土薄壁空心方桩〔TKFZ〕,其中TKFZ主要用于摩擦桩为主的地质,而HKFZ主要适合于承载力要求较高或有高耐腐蚀要求的地质情况,KFZ与TKFZ的混凝土强
度等级为C60,HKFZ的混凝土强度等级为C80o空心方桩的外边长主要有250X250〜1000X1000,以每50为增量.相对于其它桩型,特别是预应力混凝土管桩而言,其突出的优点在：
1、同截面混凝土下方桩外外表积比管桩大,且成方型或多边角型的外形,
在土层中桩体周边土与土的休止角比圆型的摩阻系数要大得多,这就意味着空心
方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力,为工程省下大量的根底资
金；
2、从下表的比照情况看,400〔240〕的空心方桩的桩本身承载力要大于500〔110〕的管桩,每KN承载力造价要低于预应力混凝土管桩,同时由于桩的外边长从500减小到400,承台或剪力墙根底的尺寸可进一步减小,根底的减小可减小钢筋的用量和根底的深度,这意味着设计人员在同样的设计承载力下,可优选方桩,桩材料费用可省下一大笔,这对建设方来说,何乐而不为呢
3、方桩的理论计算抗剪力是同混凝土用量管桩的2—3倍,据日本建设省的
实际测试是管桩的4.5倍,这说明空心方桩的抗震性能非常优越,很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物根底中推广使用；
4、空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩的施工破损率低的特点,高强混
凝土配上方形的头部,更能承受比圆形头部的耐冲击性能,使桩在施工中比管桩
小得多的桩头破损；方形比圆形更大的焊接周长充分保证的每节桩之间的有效焊
接强度,大大减小了管桩在施工中出现的节头脱焊或移位现象,使沉桩质量更优;
HKFZ-400A方桩与PHC—500AB管桩的技术指标比照
规格
施工破损率
桩身承载
力设计值
（KN）
桩身承载
力极限值
（KN）
抗拉强度
MPa
抗剪强度
MPa
施工方式
打桩费用
元/米
400*400
空心方桩
<0.3%
2885
3418
所有方式
15
①500管
桩
<2.0%
2540
3010
不适合抱
压法
15
5、由上表可以清楚地看出,选用400空心方桩在力学性能上完全可以替代
①500管桩,同时使用小桩径的基桩,在施工速度、挤土影响等方面又可大大改
进,其性能上还超越管桩.同时,从经济角度上来看,选用400空心方桩较①500管桩相比可节省15元/米左右,打桩费可节约5元/米,假设为承台根底,根据桩基技术标准,各桩间中央距不宜小于桩外边长的3.5倍,如此估算,假设一个根底造价为1000万元的工程,选用400空心方桩替换①500管桩,大约可节省费用280万左右,表达出空心方桩极高的性价比.
2.管桩（500X5.5d）（m3）X（500X5.5d）X承台厚度80=6.05（m3）
3.空心方桩（400X5.5d）X（400X5.5d）X承台厚度80=3.872（m3）
4.以混凝土（带钢筋）800元/m3承台计算.
5.管桩6.05（m3）X800元/m3=4840元
6.空心方桩3.872（m3）X800元/m3
Xn个
KFZ-400-A的承载力相当于PHC500-AB管桩,
PHC-400-A的承载力相当KFZ-300的空心方桩.因此
PHC-400的价格相当于KFZ-300价格.五、预应力空心方
桩与预应力管桩的桩身质量分析〔特别做抗拔桩使用〕
管桩端板为地条钢板,碳含量到达0.50%以上,导致焊接质量极差,使桩节
容易脱开,且使用年限不会超过20年.而空心方桩端板采用Q235钢板,完全防止了以上缺点.这一点在有抗拔要求的桩上尤为突出.
管桩端板连接只能是单一的焊接接头,其局限性较大,一般不宜作为抗拔桩
使用,而空心方桩有针对性地开发了几套连接方法,用于满足不同类型的使用条件〔例：
用角铁连接等〕.
由于方形结构的本身截面反抗矩比圆形结构更大,因此方桩桩身的抗弯、抗拉性能较圆形强.
降低根底造价追求性能卓越
一--江镇新都会商业广场工程性价比
PHS-A300预应力空心方桩和PHC400AB管桩的技术指标均满足本工程
桩基设计要求,〔本工程承压设计值1000KN,抗拔设计值400KN〕以下为性价比照.
1.桩身价格比照:
桩型
桩身竖向承载力设计值〔kN〕
价格〔元/米〕
PHS-AB300
〔壁厚80mm〕
76
PHC400AB
〔壁厚90mm〕
85
备注：
此价格为2021年6月份上海桩类产品报价
目前市场上打桩费PHS-AB300为8元/米,PHC400AB为10元/米.
2.预应力空心方桩的承台造价节约：
（a）以单个4桩承台使用混凝土方量（带钢筋）计算,以国家桩基标准承台桩之
问中央距离不得小于3.5d计算,承台厚度假设以80cm计算：
PHS-AB300空心方桩：
X0.3+0.3+0.3）X刈.3+0.3+0.3）X
PHC400AB管桩：
X0.4+0.4+0.4）XX0.4+0.4+0.4）X0.8=3.87m3
每个承台可节约的混凝土方量为：
3.87=m3
以混凝土800元/m3计算（带钢筋和施工费用）：
X800=1352元
（b）单个4桩承台（以每根单节桩20米计算）的桩总长度：
20X4=80米
1352+80=元/米
通过以上比照分析,在保证设计要求下,如选用PHS-300-AB空心方桩代替PHC
400AB管桩,每米可节约（85-76）+16.9+（10-8）二元.
整体桩基造价可节约（+85）X100%=%.
因此使用空心方桩比管桩经济性是非常大的.
注：
本例如在2021年6月份市场价格根底上计算.
七、附表
〔一〕实心方桩、PHC管桩、预应力空心方桩综合性价比照表
250实心方桩、300管桩、250空心方桩性价比照表
桩型
周边长
桩身竖向承载
力设计值〔kN〕
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资节约
价格
实心方桩
1米
传统预制
/、局于C40
28天
大
-30%
低
管桩4300
710
工厂化生产
不彳HC60
3天
小
-0%
高
空心方桩
1米
907
工厂化生产
不彳HC60
3天
极小
-30%
低
300实心方桩、400管桩、300空心方桩性价比照表
桩型
周边长
桩身竖向承载
力设计值〔kN〕
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资节约
价格
实心方桩
传统预制
/、局于C40
28天
大
-43%
高
管桩4400
1260
工厂化生产
不彳HC60
3天
小
-0%
中
空心方桩
1243
工厂化生产
不彳HC60
3天
极小
-43%
低
400实心方桩、500管桩、400空心方桩性价比照表
桩型
周边长
桩身竖向承载
力设计值〔kN〕
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资节约
价格
实心方桩
传统预制
/、局于C40
28天
大
-36%
高
管桩4500
1920
工厂化生产
不彳HC60
3天
小
-0%
中
空心方桩
1243
工厂化生产
不彳HC60
3天
极小
-43%
低
450实心方桩、600管桩、450空心方桩性价比照表
桩型
周边长
桩身竖向承载
力设计值〔kN〕
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资节约
价格
实心方桩
传统预制
/、局于C40
28天
大
-44%
高
管桩
2480
工厂化生产
不彳HC60
3天
小
-0%
中
空心方桩
2351
工厂化生产
不彳HC60
3天
极小
-44%
低
350实心方桩、350空心方桩性价比照表
桩型
周边长
桩身竖向承载
力设计值〔kN〕
生产工艺
混凝土强度
出厂时间
挤土影响
承台投资节约
价格
实心方桩
1627
传统预制
/、局于C40
28天
大
相同
高
空心方桩
1813
工厂化生产
不彳HC60
3天
极小
相同
低
备注：
在同条件设计承台情况下,承台根底尺寸全部按四桩承台设计计算
（二）同等规格桩型混凝土方量差异计算
预应力空心方桩KFZ-AB300（150）与预应力管桩PHC-AB
400（240）
管桩的直径为40厘米,内径为24厘米,长度取1米计算.因此每米的方量计算如下：
1/4XX2-1/4XX2
=0.080384m2
X1=0.080384m3
空心方桩边长为30厘米,内径为15厘米,长度取1米计算.因此每米的方量计算如下：
2-1/4XX2
=0.0723375m2
X1=0.0723375m3
用预应力空心方桩KFZ-AB300（150）代替,PHC-AB400（240）管桩,每米可节约混凝土方量为0.080384-0.0723375=0.0080465m3
+X100%=10%
同等规格空心方桩比管桩的混凝土方量可节约10%,且少一根配筋.
预应力空心方桩KFZ-AB400（240）与预应力管桩PHC-AB
500（300）
管桩的直径为50厘米,内径为30厘米,长度取1米计算.因此每米的方量计算如下：
1/4XX2-1/4XX2
=0.1256m2
X1=0.1256m3
空心方桩边长为40厘米,内径为24厘米,长度取1米计算.因此每米的方量计算如下：
2-1/4XX2
=0.114784m2
X1=0.114784m3
用预应力空心方桩KFZ-AB400（240）代替,PHC-AB500（300）管桩,每米可节约混凝土方量为0.1256-0.114784=0.010816m3
+X100%=8.6%
同等空心方桩比管桩的混凝土方量可节约8.6%,且少一根配筋.
〔三〕公司案例
开发商
工程名称
型号
数量〔米〕
桩长〔米〕
持力层
白卜区光华门街道办
失业农民创业园
KFZ-A400
1800
0
27
3.4
层
江苏特检
压力容器检验车间
HKFZ-400
AB
4000
12-1
8
5.1层
上海绿地集团
海军91860部队三期经济适用房
TKFZ-250
3000
0多
24
TKFZ-350
2000
0
32
上海绿地集团
绿地21城B区中央商住工程
TKFZ-350
6000
0
35
上海绿地集团
绿地湾工程
TKFZ-250
1500
0
24
TKFZ-400
2300
0
27
上海复地房地产开发有限公司
复地北桥城东工程
TKFZ-250
3000
0多
24-2
6
上海朱家角房地产开展有限公司
珠溪新苑
TKFZ-250
1600
00
18
上海环恒房地产启限公司
奉贤现代农业园区1536
TKFZ-300
5000
0
26
地块
KFZ-400
1500
0
38
上海通用企业集团
通用集团新建厂房工程
KFZ-A300
3000
0
29
昆山倚林房地产开发有限公司
倚林家苑公寓楼
TKFZ-3
.1层
江苏省建工集团
深证华特容器新建厂房
KFZ-A300
2000
0
29-3
1
7层
天祥华侨房地产开发有限公司
浦江新城122-11号地块
TKFZ-250
1100
00
25
HKFZ-AB
350
5500
0
25
上海嘉止市政工程
江桥商业中央A地块、酒
TKFZ-450
3000
37
店、商铺工程
0
TKFZ-300
5000
0
28
上海滨海森林公园别墅项
目
TKFZ-250
3000
0
25
7层
母供唐林怀公四下1限公口」
HKFZ-A
300
2000
0
28
上海大华集团
锦绣华城工程
TKFZ-250
1100
00
24
TKFZ-300
5000
0
26
〔四〕公司荣誉
〔五〕先张法预应力空心方桩图集编号
1、先张法预应力空心方桩上海图集号沪G/T---502
3、先张法预应力空心方桩全国图集号08SG360
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