先张法预应力混凝土管桩基础技术规程

1先张法预应力混凝土管桩基础技术规程DB33/1016—2004J10348---20041总则1·0·1为了在先张法预应力管桩（以下简称：管桩）基础设计与施工中做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境、方便施工，特制定本规程。1·0·2本规程适用于浙江省工业与民用建筑工程（包括构筑物）的承台桩基础设计，对铁路、公路、港口、码头、水利等工程中使用管桩，应按国家有关行业标准采用。1·0·3管桩适用于下列情况：1先张法预应力混凝土管桩，先张法预应力高强度混凝土管桩，适用于抗震设防烈度7度及7度以下地区；先张法预应力混凝土薄壁管桩，适用于抗震烈度6度及以下非抗震地区；2当桩必须穿越易液化的砂土和粉土层时；3当桩主要承受竖向荷载时；4当桩基深度范围内存在承压含水层时。1·0·4管桩不宜在下列场地中应用：1土层中夹有难以消除的孤石、障碍物，或含有不宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层；2管桩难以贯入的岩面上无适合作持力层的土层，或持力层较薄且持力层上覆土层较松软；或管桩难以贯入的岩面埋藏较浅且倾斜较大。1·0·5本规程未做详细规定或未列入之内容，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。22主要术语和符号2·1·1管桩：本规程所称的管桩是指采用离心成型的先张法预应力混凝土环形截面桩。2·1·2管桩基础：由打（压）入土（岩）层中的管桩和连接于桩顶的承台共同组成的建（构）筑物基础。2·1·3填芯混凝土：灌填在管桩顶部内腔的混凝土。2·1·4送桩：打桩过程中，借助送桩器将桩顶沉至地面以下的工序。2·1·5收锤标准：将桩端打至预定深度附近时终止锤击的控制条件。2·1·6终压标准：为满足静压桩设计要求而制订的压桩施工终止时的控制措施和条件。3地基勘察3·0·1管桩基础的地基勘察应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50001和现行浙江省工程建设标准《建筑地基基础设计规范》DB33/1001-2003第4章“建筑地基勘察”中的有关规定和要求，详细勘察阶段应符合本规程有关规定和要求。3·0·2勘察孔的间距宜为15m～25m，每项工程或大型项目的每个单位工程的勘探布点不宜少于5个。当相邻勘探点所揭露的持力层层面坡度大于10%时，勘探孔的间距应适当加密，并绘制持力层等高线，以供设计、施工时参考。3·0·3勘探孔的深度应满足提供管桩持力层的设计要求，应深入管桩桩端平面以下3m～6m。控制性钻孔的深度应满足下臣层验算要求。具有软弱下卧层时，钻孔深度应达到桩基变形计算深度下2m～3m，并应满足强度验算要求。3·0·4在勘探深度内，对每一土层应进行动力触探试验或静力触探试验，提供设计所需参数。对饱和黏性土应测定其灵敏度，提供设计参考。34制作、规格和质量要求4·1规格分类4·1·1管桩按桩用混凝土强度等级及壁厚分为：预应力高强度混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。PHC桩混凝土强度等级不低于C80，PC桩和PTC桩混凝土强度不高于C80但不低于C60。PHC、PC桩壁厚一般为65㎜～130㎜，大直径桩壁厚可达150㎜，PTC桩壁厚较小，一般为55㎜～70㎜。4·1·2管桩按外径主要分为300㎜、400㎜、500㎜、550㎜、600㎜、800㎜、1000㎜等规格。4·1·3管桩按抗弯性能或有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型等。预应力混凝土薄壁管桩主要考虑承受纵向压力，其抗弯性能应满足管桩吊运和堆放要求。4·2原材料要求4·2·1水泥应采用强度等级不低于42·5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》GB1344的规定。4·2·2骨料的质量要求应满足下列要求：1粗骨料应采用碎石，PHC桩、PC桩的碎石最大粒径应不大于25㎜，PTC桩的碎石最大粒径应不大于20㎜，且均不应超过钢筋净距的3/4，其质量应符合《建筑用卵石、碎石》GB/T14685的规定；2细骨料宜采用洁净的中粗砂，细度模数为2·3～3·4，其质量均应符合《建筑用砂》GB/T14684的规定。44·2·3钢材的质量应满足下列要求：1预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒，其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》YB/T111的规定；2螺旋筋宜采用冷拔低碳钢丝及低碳钢热轧圆盘条，其质量应分别符合《冷拔钢丝预应力混凝土构件设计与施工规程》JGJ119、《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701的规定。3架立圈和端部锚固钢筋宜分别用低碳钢热轧圆盘条和钢筋混凝土热轧带肋钢筋，其质量应分别符合《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499的规定。4端板、桩套箍宜采用Q235钢，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700的规定。4·2·4混凝土拌合用水的质量应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。4·2·5外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》GB8076的规定，严禁使用氯盐类外加剂。4·2·6掺合料不得对管桩产生有害影响，使用前必须进行试验验证。4·3构造要求4·3·1钢筋骨架应符合下列要求：1预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置，最小配筋率不低于0·4%，且不少于6根；2螺旋筋的直径应根据管桩外径确定，管桩外径500㎜以下的螺旋筋直径应不小于4㎜；管桩外径500㎜～600㎜的螺旋筋直径不小于5㎜；管桩外径800㎜～1000㎜的螺旋筋直径不小于6㎜。在管桩两端1500㎜～2000㎜范围内螺旋筋直径的螺距宜为40㎜～60㎜，其余位置的螺距宜为100㎜～110㎜；53端部锚固钢筋和架立圈是否设置应按设计确定，采用钢筋骨架滚焊机制作的骨架可不设立架立圈；4骨架成型后各部分尺寸应符合下列要求：1）预应力钢筋间距偏差不大于±5㎜；2）螺旋筋的螺距偏差不大于±10㎜。4·3·2是管桩接头采用焊接，并应符合下列规定：1管桩接头端板的宽度不应小于管桩的壁厚；2接头的端面必须与套箍的轴线垂直；3接头的焊缝坡口尺寸应按设计确定，焊条宜采用E4303或E4316焊条，其焊缝质量应满足《碳钢焊条》GB/T5117的规定。4·4生产工艺4·4·1钢筋的加工应符合下列规定：1钢筋应清除油污，不应有局部弯曲，端面应平整，单根管桩同束预应力钢筋下料长度的相对误差不应大于L/5000；2预应力钢筋镦头强度不得低于该材料标准强度的90%；3预应力筋和螺旋筋焊接点的强度损失不得大于该材料标准强度的5%，松脱的焊点应用钢丝绑扎。4·4·2采用先张法模外预应力工艺，总张拉力应符合设计规定，在应力控制同时检测预应力钢筋的伸长值，当发现两者数值有异常时，应检查、分析原因、及时处理。4·4·3混凝土配料应采用电子秤称量，并应采用强制式搅拌机进行搅拌。各种材料称量的允许误差为：水泥、掺合料±1%，粗、细骨料±2%，水、外加剂±1%。64·4·4采用浇灌机对混凝土布料应均匀，离心工艺成型应按慢速、中速、高速三个阶段进行，以保证混凝土密实及壁厚均匀。4·4·5蒸汽养护工艺应按预养、升温、恒温、降温四个阶段进行，升温速率每小时不宜超过25℃，恒温温度不宜超过90℃；压蒸养护在脱模以后应按升压升温、恒压恒温、降压降温三个阶段进行。4·4·6放张预应力筋时，与管桩相同条件养护的混凝土试件的抗压强度不得低于40Mpa。4·5产品质量要求4·5·1管桩的混凝土强度等级应符合下列要求：1PHC桩不应低于C80；2PC、PTC桩不应低于C60；4·5·2管桩预应力筋的混凝土保护层厚度应符合下列要求：1PHC、PC桩不应小于25㎜；2PTC桩不应小于20㎜。4·5·3管桩的尺寸允许偏差应符合附录A的规定。4·5·4管桩的外观质量应符合附录B的规定。4·5·5管桩的抗裂弯矩与极限弯矩应符合下列要求：1PHC、PC桩的抗裂弯矩、极限弯矩及最大桩节长度应符合附录C中表C·0·1的规定；2PTC桩抗裂弯矩、极限弯矩及最大桩节长度应符合附录C中表C·0·2的规定；4·5·6本规程未作规定的其他要求，如管桩的堆放、吊运等应分别符合《先张法预应力混凝土管桩》GB13476和《先张法预应力混凝土薄壁管桩》JC8887标准的有关规定。4·5·7管桩的混凝土强度必须达到设计强度，常压养护应满14天龄期，压蒸养护应满1天龄期。4·5·8桩尖采用钢板制作，钢板村质应符合《碳素结构钢》GB/T700的有关规定，材料的机械性能不应低于Q235钢的要求，桩尖制作和焊接应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的要求。4·5·9管桩结构、配筋、接头等的规格与构造详见设计或浙江省标准设计图集。5设计5·1一般规定5·1·1根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将管桩基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况，按表5·1·1选用。表5·1·1管桩基础设计等级设计等级建筑与地基类型甲级1重要的工业与民用建筑物230层以上的高层建筑3体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物4大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）5对桩基变形有特殊要求的建筑物6对原有工程影响较大的新建建筑物7场地和地基条件复杂的一般建筑物乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙级1场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑2一般工业建筑3次要的轻型建筑物5·1·2管桩基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定执行：1当用单桩承载力确定桩数量，传至承台底面上的荷载效应按正常使用极8限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用单桩承载力特征值；2当计算桩基沉降时，传至承台底面上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的极限应为地基变形允许值；3在计算承台内力、确定承台高度、配筋和验算桩身强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的荷载分项系数。相应的抗力应采用承载力设计值。5·1·3管桩基础设计应具备下列基本资料：1符合本规程第3章规定的岩土工程勘察报告；2建筑场地与环境条件，包括地上及地下管线、地下构筑物的分布，可能受到影响的邻近建筑物或构筑物的地基及基础情况，施工机械进退场及现场运行条件；3建筑物上部结构类型及型式、荷载大小、分布及性质、生产工艺等对基础沉降、水平变位的要求；4建筑场地总平面图、建筑物地下室或首层结构平面图；5抗震设防的有关资料；6桩规格、接头形式及供应条件；7打桩设备性能及其对地质条件的适应性。5·1·4管桩基础应根据承载能力和变形控制的要求进行下列计算或验算：1根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向（抗压或抗拔）承载力计算和水平承载力计算；2桩身承载力验算；3计算承台内力并验算其承载力；94桩基沉降计算；5当桩端持力层下存在软卧层时，桩端以下的持力层厚度一般不宜小于5倍桩身直径，并扫实体深基础法验算软弱下卧层的承载力和变形；6对管桩基础设计等级为甲级且水平荷载较大或水平变位要求严格时，应作桩基水平变位验算；7当使用条件要求限制混凝土裂缝时，应作裂缝控制验算。5·1·5管桩的布置应符合下列规定：1桩的中心距不得小于表5·1·5的规定值；2采用多桩或群桩时，宜使桩承载力合力点与其上部结构竖向长期荷载作用点相重合；3宜以较厚均匀的坚硬黏性土层、密实碎石（砂、粉）土层、全风化或强风化岩层作桩端持力层；桩端进入持力层的深度不应小于500㎜，且对黏性土、粉土、残积土、全风化岩不宜小于2·0d，砂土不宜小于1·5d，碎石类土、强风化岩不宜小于1·0d；4管桩用作摩擦型桩时，桩的长径比不宜大于100；管桩用作端承型桩时，桩的长径比不宜大于80。当桩穿越厚度较大的淤泥等软弱土层、承台底面有可渡化土层或桩承台为高桩承台时，应考虑桩的稳定性及对承载力的影响；5选定桩长时，应减少接桩，接桩位置应避开桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中；6同一结构单元宜避免采用不同类型的桩及受力性质差别较大的同类型桩；7同一承台的