DBJT 15-22-2008 锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程宣讲提纲72p

广东省标准 锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程 （ 15 附： 先张法预应力混凝土管桩 （ 宣 讲 提 纲 报告人：严志隆 主要内容 一、 有关管桩设计、构造等方面的调 整和变化。 二、有关管桩有效预应力、抗裂弯矩、 极限弯矩、抗剪、抗拉承载力的推 荐计算方法。 三、管桩混凝土耐久性及当前管桩生 产工艺和质量中存在的问题。 一、 有关管桩设计、构造的调 整和变化 1、 以管桩的有效预应力值分为 A、 B、 A C 位： N/、管桩相应的抗弯性能（例） 外径（ 壁厚(型号 00 95 A 54(52) 81(77) 4(63) 106(104) B 74(75) 132(135) C 88 176 500 100 A 103(99) 155(148) 25(121) 210(200) B 147(144) 265(258) C 169 334 3、配筋和主筋的位置 外径(壁厚(单节桩长 (m) 型号 预应力钢筋根数(n ) 钢筋分布圆直径 最小配筋面积( 300 70 11 A 6 30 240 84 B 8 12 20 3、配筋和主筋的位置 外径(壁厚(单节桩长(m) 型号 预应力钢筋根数(n ) 钢筋分布圆直径 最小配筋面积( 400 95 12 A 7 9 308 448 30 13 B 10 00 C 13 170 3、配筋和主筋的位置 外径(壁厚(单节桩长(m) 型号 预应力钢筋根数(n ) 钢筋分布圆直径 最小配筋面积( 500 100 14 A 11 9 406 704 1 90 15 B 11 375 C 13 625 3、配筋和主筋的位置 外径(壁厚(单节桩长(m) 型号 预应力钢筋根数(n ) 钢筋分布圆直径 最小配筋面积( 500 125 14 A 12 9 406 768 2 080 15 B 12 500 C 15 875 3、配筋和主筋的位置 为什么这样改：（保护层、预应力值、砼耐久性） 管桩企业在变动过程中应注意的问题： (新标准执行前端头板数量应控制，成笼机引导板、孔板的孔位置，每只钢模上两端张拉板、张拉螺丝孔位置等需改动。 ) 4、螺旋筋直径和间距 外径 （ 直径 （ 加密区 （ 非加密区（ 300 400 5 5， 2000 80 5 500 600 5 5， 2000 80 5 5、桩套箍（裙板） 300 400 厚 度 110质 500 600 厚 度 125质、端板最小厚道和材质 235B 端板最小厚道（ 16 18 20 24 、预应力筋的理论重量和最小质量 公称直径 公称面积 (理论重量 (Kg/m) 最小重量 (Kg/m) 7 9 10 12 、桩尖型式及质量 桩尖分平底十字形桩尖、尖底十字形桩尖、锯齿十字形桩尖等（详见广东新省标 15）。 不得采用未设桩尖的管桩基础。 材质机械性要符合 9、管桩只分合格品和不合格品两个等级 管桩只分合格品和不合格品两个等级，不再分一等品 等等。 二、 有关管桩有效预应力、抗裂弯矩、 极限弯矩、抗剪、抗拉承载力的 推荐计算方法 1、新广东标准中有效预应力的经验估算公式 0 . 5 6 / 8 0 0 /p c a p t k F A n A A 2有 效 预 应 力 （ / m m , M P a ） ；n 钢 筋 根 数 ； 2单 根 钢 筋 公 称 截 面 积 （ 例 / 9 . 0 ， =64 ；A 2管 桩 横 截 面 积 （ ；p t 钢 筋 标 准 抗 拉 强 度 ， 取 1 4 2 0 / m m ；1、新广东标准中有效预应力的经验估算公式 公式来源： 8 0 % ( 0 . 7 ) /p c a p t F A 0 . 5 6 /0 . 5 6 A 1 4 2 0 /8 0 0 /a p t F A 2、有关管桩有效预应力、抗裂弯矩、极限弯矩、抗剪、抗拉承载力推荐计算方法介绍 有效预应力 管桩允许抗压承载力 管桩抗裂弯矩 极限弯矩 抗剪承载力 抗拉承载力 有效预应力 参照 此方法主要考虑 凝土徐变、混凝土收缩及预应力钢筋的松弛等因素引起的预应力损失。 1） 先张法张拉后，混凝土压缩变形后预应力钢筋的拉应力 22););m mA m m 预 应 力 钢 筋 截 面 面 积 ( 管 桩 混 凝 土 截 面 面 积 (n 放 张 时 ， 预 应 力 钢 筋 的 弹 性 模 量 和 混 凝 土的 弹 性 模 量 之 比 ；2 );m m 先 张 法 张 拉 后 ， 混 凝 土 压 缩 变 形 后 ， 预 应力 钢 筋 （ 建 立 的 ） 拉 应 力 (2 );m m 预 应 力 钢 筋 初 始 张 拉 时 的 （ 千 斤 顶 施 加 的 ）张 拉 应 力 (张法张拉后，混凝土压缩 变形后预应力钢筋的拉应力 2 07.0 现预应力筋的 千斤顶预应力张拉时，控制应力 取值（ ）为 : 或 按 述控制应力值取两者之中小者，即 994N/21420b N m m 抗 拉 强 度 ：20 . 2 1275 N m m 屈 服 强 度 ：控500 100 11根，则预应力钢筋截面面积 : 管桩混凝土截面面积 : 221 1 6 4 7 0 4pA m m m m 222 1257003005004c 29949 6 6 . 9 /70415125700m m 2）因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失值 211p p m m 因 混 凝 土 徐 变 、 收 缩 （ 干 缩 ） 引 起 的 预 应 力 损 失 值 （ ） ；2c p t N m m 紧 接 张 拉 后 的 混 凝 土 预 （ 压 ） 应 力 （ ） ； 5n 预 应 力 筋 和 混 凝 土 的 弹 性 模 量 比 ， 取 ；29 6 6 . 9 7 0 4 5 . 4 2125700p t pc p m ；2） 因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失值 5425 2 5 . 4 2 1 . 9 6 1 0 1 . 5 1 05 . 4 2 21 5 ( 1 )9 6 6 . 9 27 9 . 2pN m m 所 以 2 . 0 混 凝 土 徐 变 系 数 ， 取 ；4 1 . 51 . 5 1 01000c 混 凝 土 收 缩 （ 干 缩 ） 率 ， 取 ， 即 ； 6 2 5 22 1 0 1 . 9 6 1 0g f c m N m m 预 应 力 钢 筋 的 弹 性 模 量 ；取3）预应力钢筋松弛引 起 的 预 应 力 损 失 值 20 20 . 0 2 5 9 6 6 . 9 2 7 9 . 2 2 0 . 2 N m m 2 因 预 应 力 钢 筋 松 弛 引 起 的 预 应 力 损 失 值 ( N / m m ) ；）数（松弛率，预应力钢筋的净松弛系 r e l a x a t i o 220 0 . 0 2 5 9 6 6 . 9 7 9 . 2p t m m N m m 现 取 ， ，则 : 按照日本新标准 用420系列钢筋在加荷载、常温（ 20 ）、加荷 1000小时试验条件下，其的最大值 在 当预应力钢筋在应用时有温度影响的场合下，对这因松弛引起的损失必须考虑”。 本人认为， 80 左右，6小时）、二次压蒸养护（ 180 ，共计 10小时左右）条件下进行制作的，尽管未见到有关上述“蒸养 压蒸”模拟试验条件下的值有多大的试验研究资料，但可以肯定有个相当大的值。 目前国产 右。 0 我国钢筋混凝土结构规范规定，对于热处理钢筋，虑我们目 前使用的是低松弛管桩用 松弛引起的预应力损失可能会小于 预应力筋和混凝土的有效应力值 4. 预应力筋的有效（拉）应力值 5. 混凝土的有效预（压）应力值 29 6 6 . 9 7 9 . 2 2 0 . 2 8 6 7 . 5p e p t pN m m 28 6 7 . 5 7 0 4 4 . 8 6125700p e m 有效预应力 所以预应力损失理论计算大约为 1315%； 与实测值比，上述预应力损失理论计算值偏小，实际的预应力损失会大，原因如下： 8 6 7 . 51 1 1 2 . 7 %994(1 8 6 7 . 5 / 1 0 2 0 1 5 % ) 总结：上述计算的预应力损失（以 %表示） 其他影响因素 预应力钢筋张拉时，目前国内张拉时夹具的变形（包括螺母拧的不紧等）； 养护条件苛刻（温度高时间长）而促使 混凝土品质不一，张拉板孔深不一致及孔座质量不佳等等； 这些因素会影响混凝土的最终的有效预应力值。根据目前日本的经验， 0%，而且是随管桩等级越高，损失就越大；即 广东 预应力混凝土管桩基础技术规程 推荐估算公式 ap t pc预应力管桩（砼）的有效预应力（ 钢筋根数； 单根钢筋公称面积（ 预应力钢筋抗拉强度标准值，取 1420管桩横截面积（ 以 500 100 27048 0 0 4 . 4 8 ( )125700 P a N m m 公式由来 （ 1420 a） n/A 80% 管桩桩身允许抗压承载力 根据 004计算） AR 41 1 8 0 4 . 8 6 1 2 5 7 0 0 2 3 6 1 2 4 14 N t f k N ) 管 桩 允 许 承 载 力 ( ；M P 管 桩 混 凝 土 抗 压 强 度 () ； 预 应 力 筋 对 混 凝 土 的 有 效 预 （ 压 ） 应 力 ( 2 管 桩 的 横 截 面 积 ( m m )管桩抗裂弯矩 按 337法 ） c b ) N m 开 裂 弯 矩 ( ；4eL m m 几 何 惯 性 矩 () ；)or m m 桩 外 半 径 ( ；2 ) m m 预 应 力 筋 对 混 凝 土 的 有 效 预 ( 压 ) 应 力 ( ；22),7 . 3 5 ( )c b t N m mN m m （ 在 抗 弯 下 ） 混 凝 土 抗 拉 强 度 (取 日 本 取 值 。 of 24424)or m m 桩 外 半 径 ( ；)ir m m 桩 内 半 径 ( ；2pA m m 预 应 力 钢 筋 面 积 () ；n 钢 筋 与 混 凝 土 的 弹 性 模 量 比 ；)pr m m 主 筋 所 在 的 半 径 ( ；管桩抗裂弯矩 4 4 243 . 1 4 52 5 0 1 5 0 7 0 4 2 0 3422741527840 2741527840 4 . 8 6 7 . 3 5 1 3 4250 N m 也有用 26690000004 44 2669000000 1 2 . 2 1 1 3 0250 N m 极限弯矩 极限弯矩); N m 开 裂 弯 矩 (各级桩的极限系数1 5 1 . 5 1 9 5 2 0 0 N m 级 桩 极 限 弯 矩（ 130 134 ）例如 ： 抗剪承载力 222212 222212 也有);Q K N 管 桩 抗 剪 强 度 ( )t m m 桩 身 壁 厚 ( ；4eL m m 几 何 惯 性 矩 ( ） ；2805 . 3 9 ( )t M P aN m m 剪 切 抗 拉 强 度 ， 对 抗 压 强 度 为 的砼 取 日 本 取 值 ；0 . 5 0 . 5m 桩 直 径 ， 取 值 为 ， 本 例 为 ， 非 系 数 ；2 m m 混 凝 土 有 效 预 应 力 （ ） ；抗剪承载力 82 252 1 0 0 2 7 . 4 1 1 0 14 . 8 6 2 0 . 5 5 . 3 9 4 . 8 68 1 . 6 7 1 0 23 0 2 . 9 3 );oS m m 截 面 静 矩 （ 也 有 人 称 中 心 轴 的 截 面 静 矩 ） (抗拉承载力 T ); P a 抗 拉 强 度 (2 );cA m m 管 桩 混 凝 土 截 面 积 ( 4 . 4 5 1 2 5 7 0 0 7 0 4 6 0 7( 6 0 7 ) 估 计 会 ， 原 因 是 混 凝 土 自 身 还 有 抗 拉 强 度 新国标附录 D（规范性附录）有效预应力的计算方法。 为什么要采用国外（日本等）的计算方法。 新省标（和新国标）的抗弯性能： 管桩外径（ 型号 壁厚 t（ 抗裂弯矩（ 极限弯矩（ 400 A C 95 54 64 74 88 81 106 132 176 500 A C 100 103 125 147 167 155 210 265 336 三、 管桩混凝土的耐久性及当前管桩 生产工艺和质量控制中存在的问 题 1、当前管桩存在量大质量问题 A、端头板（含裙板或钢套箍）及接桩的焊接质量；桩尖及焊接质量；（以及 B、管桩混凝土质量（管桩砼强度，管桩砼耐久性问题）有人提出只要满足 桩不打烂就行的问题。 2、管桩混凝土耐久性性能研究的介绍 抗氯离子渗透、硫酸盐侵蚀、抗冻性等性能 试验方法介绍 原材料与试验配合比 氯离子渗透试验 硫酸盐侵蚀 抗冻性 小结 管桩混凝土耐久性性能研究 随着 海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度较高的西部、沿海及内陆地区的工程，受到专家和学者们日益关注。 如何较为准确地评价预应力高强混凝土管桩耐久性是值得我们去思考和探索的问题。本文从氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀和抗冻性等方面来考察管桩混凝土的耐久性以及掺合料、生产工艺等因素对管桩混凝土耐久性的影响。 原材料 水泥：粤秀牌 P 磨细砂：建通生产用， 2%； 磨细矿渣微粉：韶关产， 外加剂：佛山市禅城区瑞龙混凝土外加剂厂生产 高效减水剂，固含量为 30%； 砂：细度模数 泥量 石子：花岗岩碎石，珠海产，粒型和级配均较好。 试验配合比 kg/号 水泥 掺合料 砂 小石 大石 水 10 / 680 490 765 142 L 357 153 磨细矿渣 680 490 765 140 S 357 153 磨细砂 680 490 765 142 357 153 磨细砂 700 490 745 148 验方法与数据 氯离子渗透性试验 硫酸盐侵蚀试验 抗冻性试验 其他 :碳化试验 原材料的碱骨料反应 抗渗等 氯离子渗透性试验方法 自然渗透法：先将混凝土长时间浸泡于含氯盐的水中，再通过切片或钻取芯样，用化学分析的方法得到氯离子浓度与渗透距离的关系，然后利用 加速渗透法：通过施加电场来加速氯离子在混凝土中的迁移，缩短氯离子达到稳态传输过程的时间 美国 1202“混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法” 电量法评价氯离子渗透性 通过电量（库伦） 氯离子渗透性 4,000 高 ,0004,000 中等 ,0002,000 低 001,000 很低 100 可忽略 先使用岩石切割机将立方试块的顶部和底部各切掉 25之成为 50100切好的混凝土试件进行真空饱水，然后将真空饱水 24小时试件固定在试验架上； 60续通电 6小时，最后测定通过混凝土试件的总电量。 不同管桩混凝土的电通量 /库伦 050010001500200025003000350040001 2 3 4 5 6 7 8 9试验次数电通量值/ 5 下干燥 21小时 室温冷却3小时 在 10%浓度的 2小时 在 35 下干燥 96小时 超声波测定 超声波测定 采用水泥抗硫酸盐侵蚀试验流程图 本文中设计的干湿循环制度 不同硫酸盐侵蚀条件下强度变化规律 /号 压蒸 后 100 情况下 15次 干湿循环 10周 30周 10次 30次 L S 期浸泡条件下，相对动弹性模量随浸泡时间变化规律 10 15 20 25 30 35浸泡时间 / 周相对动弹性模量/%对动弹性模量随循环次数变化规律 干湿循环0 50 70 911 20 5 10 15 20 25 30 35循环次数相对动弹性模量/%干湿循环条件下，相对动弹性模量随循环次数变化规律 100 下干湿循环0 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 911 . 11 . 21 . 30 2 4 6 8 10 12 14 16循环次数相对动弹性模量/% 本文采用快冻法研究 评价方法：相对动弹模量下降至初始值的60% 或试件的重量损失率大于 5%。 工海水中溶质浓度 /% 淡水冻融介质，相对动弹性模量 0204060801001200 50 100 150 200 250冻融循环次数相对动弹性模量/%e s 量 淡水介质中- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 90 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200冻融循环次数质量变化率/%e s 度 编号 Z S 抗压强度 折强度 200次 海水冻融介质，相对动弹性模量 0204060801001200 50 100 150 200 250冻融循环次数相对动弹性模量/%e s 量 海水介质中- 2 0- 1 5- 1 00 40 60 80 100 120 140 160 180 200冻融循环次数质量变化率/%1 从目前已做完的试验结果来看，用蒸养 果原材料选用、配合比（含胶凝材料用量）和搅拌工艺是合理的，生产工艺（离心 压蒸）是符合规范要求的，对纯水泥混凝土（即不掺加外掺料）生产的管桩、掺磨细砂管桩无论是抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀、还是抗冻性试验，都是符合或基本符合要求的。 小结 管桩混凝土强度和管桩混凝土耐久性线性关系不明确，也就是说强度高或强度达到 80至 90100其耐久性试验仍有可能不合格。从本次研究情况看，只要在原材料选用、混凝土配合比、混凝土搅拌、离心、蒸养、压蒸等工艺上某个环节或几个环节不符合要求，其三种耐久性试验就会出问题，特别是冻融循环试验就很难合格。 小结 有耐久性要求的地基基础使用 者说要提高当前我国 议行业协会和管桩标准尽快制定出从原材料至混凝土配合比、搅拌工艺、离心工艺、两次蒸养 量化），否则，从目前我们已经抽样试验的情况看，我国管桩企业中有的管桩耐久性不合格。 小结 从本次试验研究中发现掺磨细矿渣用蒸养 耐久性试验（特别是抗冻性试验）发现有问题，这方面研究工作可继续做下去；其抗冻性较差可以解释的原因可能是掺磨细矿渣的管桩混凝土在水化生成物后，体积收缩为最大。另外，蒸养时的静停时间对管桩混凝土的耐久性有影响，本次试验表明影响特别灵敏。 3、为什么制定国家行业标准 先张法预应力混凝土管桩工艺技术规程 当前我国管桩生产工艺和质量控制中的突出问题。 本来 东西，但如这些问题不解决，不得到及时纠正，就有可能影响到它的生命力，若干年后就会被其他产品代替；如继续使用下去，当前质量问题不解决，就会对工程质量，特别是对 “ 工程寿命 ” 产生严重后果。 新的国家行业标准 先张法预应力混凝土管桩工艺技术规程 要点介绍： 目的是解决管桩质量严重下滑的问题 1）质量和产量之间的平衡点 2）原材料质量要求和混凝土配比（含胶凝材料最低用量）；端板、裙板、桩尖质量及焊接质量；钢筋的品质； 3）搅拌工艺及最低搅拌时间； 4）离心工艺中离心速度及时间； 5) 第一次蒸养制度和时间，包括静停时间； 5）第二次压蒸工艺制度： 升温升压 恒温恒压 降温降压的控制。 附： A）废浆液的再利用问题 B） 报告完毕，谢谢 ！