锤击式预应力砼管桩基础技术规程

广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程内容提要一、修编的总体思路；二、规程的正名；三、第1章《总则》的修改内容；四、第2章《术语和符号》的修改内容；五、第3章《管桩的规格、构造与质量》的修编内容；六、第4章《管桩基础的岩土工程勘察》的修改内容；七、第5章《管桩基础设计》的修改内容；八、第6章《管桩基础施工》的修改内容；九、第7章《质量监测和工程验收》的修改内容。一、修编的总体思路修编的总体思路是新规程修改工作的纲领1、原规程实施多年来，收到巨大的经济和社会效益，反映良好，故原规程的基本结构和章数不变，仍保持七章内容。2、与国家和行业的有关地基基础、岩土及管桩等规范接轨，并与省内的有关地基基础和工程检测等规范协调一致。特别是单桩承载力的表达方式，原规程采用设计值R，修编后的新规程采用特征值Ra。3、管桩基础总体质量有大幅提高，但单桩承载力设计水平没多大提高，与原规程基本保持在同一水平上，新规程主要是从桩基耐久性和整体设计、施工质量的保证上提出更具体的规定。4、针对以往管桩制作、设计、施工、检测方面存在的问题，提出一些改进措施，并加大监管力度，尤其在第七章《质量检测和工程验收》中，将检查和检测分为施工前、施工中和施工完成后三个阶段来进行。5、大力推广新工艺、新技术、新机械等，提倡和鼓励采用液压打桩锤、机械啮合接头、打桩自动记录仪、高应变同时检测桩身完整性和单桩承载力以及前期多做试验桩等新技术、新措施。6、尽量将复杂的问题简单化，以便提高规程的可操作性，如管桩的有效预压应力值的计算方法、桩身强度（桩身竖向抗压承载力设计值）等，均采用简单的经验估算公式。二、规程的正名原规程名为《预应力混凝土管桩基础技术规程》，由于规程适用于锤击贯入法施工的管桩基础，所以将修订后的新规程改名为：《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》题目更具有针对性，与广东省正在编制的《静压预制混凝土桩基础技术规程》相对应，并有明显区别。三、第1章《总则》的修改内容总则是整个规程内容的主旨，一些基本的观点均在总则中列出，共有5条：第1条：为了贯彻执行国家的技术经济政策，使广东省锤击式先张法预应力混凝土管桩（以下简称管桩）基础设计与施工做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规程。本条增添了“环境保护”这一句。要求设计人员在选择管桩沉桩方法时应考虑环保问题。第2条：本规程适用于工业与民用建筑低承台管桩基础的岩土工程勘察、设计、施工及质量检查与检测。港口、市政、桥梁、铁路、公路、水利等工程的管桩基础设计和施工可参考使用，但尚应符合有关行业标准的规定。国标《先张法预应力混凝土管桩》的提法是：本标准适用于工业与民用建筑、港口、市政、桥梁、铁路、公路、水利等工程使用的离心成型先张法预应力混凝土管桩。看起来国标与广东省标准有所不同，但国标是指管桩产品，适用范围较广，而省标是设计施工的技术标准，有一定的应用范围。第3条：本规程适用于锤击贯入法施工的管桩基础。当采用本规程方法确定管桩承载力时，所用的管桩及施工工艺、质量检查及检测应同时符合本规程的规定。本规程未作规定的其他内容，尚应按现行有关标准、规范执行。本条强调二点：一是强调本规程只适用于锤击贯入法施工的管桩基础。二是强调本规程条文内容的系统性和完整性。第4条：管桩适用于非抗震和抗震设防烈度6度、7度和8度的地区。以往各种管桩结构设计图集均这样写道：“本图集PHC桩、PC桩适用于非抗震和抗震设防烈度6度、7度的地区，若使用抗震设防烈度8度的地区，则需另行验算”。这样写法容易误解为管桩不适于8度地区应用，有些人也不知道如何进行验算，修订后的条文观点明确第5条：管桩基础宜选择强风化岩或全风化岩、坚硬粘性土、密实砂土等岩土层作为桩端持力层。下列地质条件不宜采用或慎用管桩……本条明确管桩适宜的桩端持力层和不适宜应用或慎用的地质条件。其中不宜采用或慎用管桩的地质条件，除原有的含障碍物、坚硬夹层、岩溶地区及“上软下硬、软硬突变”等4种外还增加了两种：一是桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层。二是地下水或地基土对管桩有强腐蚀性的岩土层。四、第2章《术语和符号》的修改内容本章内容改动不多，术语主要增加：静载试验桩；单桩竖向承载力特征值；机械啮合接头；封底混凝土等。在术语的英文翻译中，创造了一个新的英语用词：tube-pile，这就是管桩的专用名词。五、第3章《管桩的规格、构造与质量》的修编内容5-1、管桩规格型号分类有所改变；5-2、常用管桩的基本尺寸略有改变；5-3、管桩钢筋的保护层厚度有一个大的变动；5-4、管桩螺旋筋直径、间距、加密区长度的新规定；5-5、预应力钢筋代换规定和允许最小重量；5-6、管桩尺寸允许偏差和外观质量要求；5-7、管桩混凝土有效预压应力值的广东经验估算公式；5-8、将机械啮合接头列入新规程；5-9、对桩尖的制作选用有明确规定。修订的原则新广东规程这一章的内容与国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476最新版本基本一致，尤其是管桩的结构构造，尽量向国标靠近。本规程主要讲的是常用管桩，就是：φ300、φ400、φ500和φ600管桩。管桩的结构构造特别是管桩的配筋，国标GB13476以前是没有的，这次修订增加了这部分内容，可以作为全国的配筋标准，不用每个省都作一个管桩设计图集。广东省新规程也是与国标一样不仅列出了规程最小配筋面积，还列出配筋的根数和直径。5-1、管桩规格型号分类有所改变根据新国标《先张法预应力混凝土管桩》GB13476的规定：管桩按外径分为300、400、500、600、700、800、1000、1200、1300、1400mm等规格。按管桩混凝土有效预压应力值和抗弯性能分为A型、AB型、B型和C型。A型、AB型、B型和C型管桩混凝土有效预压应力值分别为4.0N/mm2、6.0N/mm2、8.0N/mm2和10.0N/mm2。新标准是用双控法来分类的！GB13476-1999是用单控法来分类的，即按管桩的抗弯性能或混凝土有效预压应力值来分，一般是满足管桩的抗弯性能就算行了，而不问有效预应力值。这样实际的有效预压应力值往往偏小。新标准要求钢筋的有效预应力计算值应先达到规定标准，而不是抗弯性能先达到规定标准。5-2、常用管桩的基本尺寸略有改变常用管桩的外径为：300、400、500和600mm，取消φ550管桩。φ300管桩壁厚定为70mm；φ400管桩壁厚定为95mm不变。φ500管桩壁厚分两种：100mm和125mm。φ600管桩壁厚分两种：110mm和130mm单节桩长：φ300桩：L≤11m；A型和AB型φ400桩：L≤12m；B型和C型φ400桩：L≤13m；A型φ500桩：L≤14m；其余L≤15m；600桩：L≤16m。原规程是：φ300桩：L≤11m；φ400桩：L≤12m；φ500～φ600桩：L≤15m。这主要是用吊钩钩住管桩两端起吊所产生的弯矩来控制的。5-3、管桩钢筋的保护层厚度有一个大的变动根据国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》和行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的要求，管桩的保护层厚度加大了许多，主要是提高管桩基础的耐久性，延长建（构）筑物的使用年限。新规程是这样规定的：管桩钢筋的混凝土内外保护层均应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，其厚度不得小于40mm（φ300管桩的混凝土保护层厚度不得小于25mm）。用于腐蚀环境下的管桩，应根据设计要求采取增加保护层厚度等措施。原规程是以预应力钢筋外的混凝土厚度作为混凝土保护层厚度，规定不小于25mm，显然，新规程对保护层厚度有较大的变动。因φ300管桩壁厚只有70mm，预应力钢筋放在壁中间也达不到要求，所以还维持原样。因此φ300管桩只能用于次要工程。由于保护层厚度加大，相应的预应力钢筋的布置位置要内移，而管桩开裂弯矩和极限弯矩值比原来略有提高，所以钢筋用量要适当增加。新规程中列出了各种规格管桩的最小配筋面积。5-4、管桩螺旋筋直径、间距、加密区长度的新规定螺旋筋直径变动不大：φ300、φ400管桩，螺旋筋直径应不小于4mm；φ500、φ600管桩，螺旋筋直径应不小于5mm；φ700~φ1200管桩，螺旋筋直径应不小于6mm。其中：φ1000~φ1200的C型桩，螺旋筋直径应不小于8mm。桩端加密区长度有变动：原规程φ300管桩为：1200mm，φ400～φ600管桩为：1500mm，而新规程一律定为：2000mm。管桩螺旋筋间距减少：桩端加密区间距：原规程为40～50mm，新规程定为45±5mm；非加密区间距：原规程为100～110mm，新规程定为80±5mm。严格来讲，螺旋筋间距应通长一致，有利于抗弯和抗压。5-5、预应力钢筋代换规定和允许最小重量这是为了保证管桩的钢筋用量即钢筋总公称截面面积而规定的，其中列出钢筋的允许最小重量，是针对某些钢筋生产厂生产不合格钢筋而定的规定。公称直径（mm）基本直径及允许偏差（mm）公称截面面积（mm2）最小截面面积（mm2）理论重量（kg/m）允许最小重量（kg/m）7.17.25±0.1540.039.00.3140.3069.09.15±0.2064.062.40.5020.49010.711.10±0.2090.087.50.7070.68712.613.10±0.20125.0121.50.9810.954当管桩运到工地使用时，应按本规程有关规定，将管桩作破损检查：取出一段钢筋，称其重量，折算出每米重量，若小于本规程规定的允许最小重量，那么这批管桩作不合格论处。另外钢筋的数量、螺旋筋的直径、间距、加密区长度以及钢筋、螺旋筋材质都要进行检查。5-6、管桩尺寸允许偏差和外观质量要求管桩标准GB13476-1999将产品质量标准分为优等品、一等品和合格品，新标准GB13476只有合格品一档。原广东省规程，也只列合格标准，这次编订后也还是只列合格标准，但强调用于设计等级为甲级的工程及腐蚀性环境下的管桩不允许桩身合缝处和桩套箍与桩身结合面处出现漏浆。5-7、管桩混凝土有效预压应力值的广东经验估算公式σpc=800n·Aa/A其中：σpc为管桩混凝土有效预压应力值（MPa）；n为预应力钢筋数量；Aa为单根预应力钢筋的公称截面面积（mm2）；A为管桩截面面积（mm2）。这是按张拉应力的20%作为预应力损失值来估算的，而张拉力一般以达到预应力钢筋抗拉强度标准值的70%时的总拉力来控制的。用此公式计算结果与国标GB13476推荐的计算方法所计算的结果基本一致。5-8、将机械啮合接头列入新规程由于有广东省标准《预应力混凝土管桩机械啮合接头技术规程》，新规程对其结构构造不作详细赘述。机械啮合接头适用φ300、φ400、φ500和φ600的A型和AB型管桩。上节桩的下端粘沥青胶上节桩的下端下节桩的上端放沥青胶上、下节桩对接优点：1、抗弯、抗拔性能好；2、施工时人为因素少，质量较稳定；3、施工速度快；4、抗腐蚀性能好；5、施工不受大雨、严寒等环境的影响。不足之处和进一步要解决的问题：1、这项新技术刚推广应用,有些施工人员还不熟悉；2、每米造价比电焊贵一些（但综合造价不一定贵）；3、底桩垂直度要求更严，上桩拖桩时要保护插销；4、目前的低应变动测方法对这种接头检测判断经验还不够,但高应变检测效果较好。5-9、对桩尖的制作选用有明确规定常用管桩的桩尖构造图列入新规程附录B，管桩桩尖分常用型和特殊型，还提出每种桩尖的基本重量，便于监督检查。新规程还建议直径不大于600mm的管桩宜选用封口型桩尖，便于成桩后作内腔质量检查。桩尖的材质也作出明确的规定，必要时要作化学成分分析和机械力学性能测试。新规程规定不得采用未设桩尖的管桩基础。开口桩尖不等于没有桩尖。标准十字型钢桩尖开口型钢桩尖混凝土锥形连体桩尖六、第4章《管桩基础的岩土工程勘察》的修改内容《管桩基础的岩土勘察》这一章修改不大，主要增加一条：岩土勘察中应对工程场地中的水和土对管桩的腐蚀性进行判定。目的是为管桩基础防腐蚀设计服务的。另外，强调打桩用的标准贯入击数应采用修正后的标准贯入击数，以便于较正