DBJT 15-22-2008 錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程宣講提綱72p

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廣東省標準 《 錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程 》 （ 15 [附： 《 先張法預應力混凝土管樁 》 （ ] 宣 講 提 綱 報告人：嚴志隆 主要內容 一、 有關管樁設計、構造等方面的調 整和變化。 二、有關管樁有效預應力、抗裂彎矩、 極限彎矩、抗剪、抗拉承載力的推 薦計算方法。 三、管樁混凝土耐久性及當前管樁生 產(chǎn)工藝和質量中存在的問題。 一、 有關管樁設計、構造的調 整和變化 1、 以管樁的有效預應力值分為 A、 B、 A C 位： N/、管樁相應的抗彎性能（例） 外徑（ 壁厚(型號 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 外徑(壁厚(單節(jié)樁長 (m) 型號 預應力鋼筋根數(shù)(n× φ ) 鋼筋分布圓直徑 最小配筋面積( 300 70 ≤ 11 A 6φ 30 240 φ 84 B 8φ 12 φ 20 3、配筋和主筋的位置 外徑(壁厚(單節(jié)樁長(m) 型號 預應力鋼筋根數(shù)(n× φ ) 鋼筋分布圓直徑 最小配筋面積( 400 95 ≤ 12 A 7φ 9 308 448 φ 30 ≤ 13 B 10φ 00 C 13φ 170 3、配筋和主筋的位置 外徑(壁厚(單節(jié)樁長(m) 型號 預應力鋼筋根數(shù)(n× φ ) 鋼筋分布圓直徑 最小配筋面積( 500 100 ≤ 14 A 11φ 9 406 704 1φ 90 ≤ 15 B 11φ 375 C 13φ 625 3、配筋和主筋的位置 外徑(壁厚(單節(jié)樁長(m) 型號 預應力鋼筋根數(shù)(n× φ ) 鋼筋分布圓直徑 最小配筋面積( 500 125 ≤ 14 A 12φ 9 406 768 2φ 080 ≤ 15 B 12φ 500 C 15φ 875 3、配筋和主筋的位置 ? 為什么這樣改：（保護層、預應力值、砼耐久性） ? 管樁企業(yè)在變動過程中應注意的問題： (新標準執(zhí)行前端頭板數(shù)量應控制，成籠機引導板、孔板的孔位置，每只鋼模上兩端張拉板、張拉螺絲孔位置等需改動。 ) 4、螺旋筋直徑和間距 外徑 （ 直徑 （ 加密區(qū) （ 非加密區(qū)（ φ300 φ 400 ≥ 5± 5， 2000 80± 5 φ 500 φ 600 ≥ 5± 5， 2000 80± 5 5、樁套箍（裙板） φ300 φ 400 厚 ≥ 度 ≥ 110質 500 φ 600 厚 ≥ 度 ≥ 125質、端板最小厚道和材質 235B 端板最小厚道（ 16 18 20 24 、預應力筋的理論重量和最小質量 公稱直徑 公稱面積 (理論重量 (Kg/m) 最小重量 (Kg/m) φ7 9 10 12 、樁尖型式及質量 ? 樁尖分平底十字形樁尖、尖底十字形樁尖、鋸齒十字形樁尖等（詳見廣東新省標 15）。 ? 不得采用未設樁尖的管樁基礎。 ? 材質機械性要符合 9、管樁只分合格品和不合格品兩個等級 管樁只分合格品和不合格品兩個等級，不再分一等品 …… 等等。 二、 有關管樁有效預應力、抗裂彎矩、 極限彎矩、抗剪、抗拉承載力的 推薦計算方法 1、新廣東標準中有效預應力的經(jīng)驗估算公式 0 . 5 6 / 8 0 0 /p c a p t k F A n A A? ? ? ? ?? 2有 效 預 應 力 （ / m m , M P a ） ；n ? 鋼 筋 根 數(shù) ；? 2單 根 鋼 筋 公 稱 截 面 積 （ 例 / 9 . 0 ， =64 ；A ? 2管 樁 橫 截 面 積 （ ；p t 鋼 筋 標 準 抗 拉 強 度 ， 取 1 4 2 0 / m m ；1、新廣東標準中有效預應力的經(jīng)驗估算公式 公式來源： 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、有關管樁有效預應力、抗裂彎矩、極限彎矩、抗剪、抗拉承載力推薦計算方法介紹 ? 有效預應力 管樁允許抗壓承載力 管樁抗裂彎矩 極限彎矩 抗剪承載力 ? 抗拉承載力 有效預應力 參照 ? 此方法主要考慮 凝土徐變、混凝土收縮及預應力鋼筋的松弛等因素引起的預應力損失。 1） 先張法張拉后，混凝土壓縮變形后預應力鋼筋的拉應力 ????22););m mA m m— 預 應 力 鋼 筋 截 面 面 積 (— 管 樁 混 凝 土 截 面 面 積 ('n — 放 張 時 ， 預 應 力 鋼 筋 的 彈 性 模 量 和 混 凝 土的 彈 性 模 量 之 比 ；2 );m m? — 先 張 法 張 拉 后 ， 混 凝 土 壓 縮 變 形 后 ， 預 應力 鋼 筋 （ 建 立 的 ） 拉 應 力 (2 );m m? — 預 應 力 鋼 筋 初 始 張 拉 時 的 （ 千 斤 頂 施 加 的 ）張 拉 應 力 (張法張拉后，混凝土壓縮 變形后預應力鋼筋的拉應力 2 07.0 ???? ???現(xiàn)預應力筋的 千斤頂預應力張拉時，控制應力 取值（ ）為 : 或 按 述控制應力值取兩者之中小者，即 994N/21420b N m m? ?抗 拉 強 度 ：20 . 2 1275 N m m? ?屈 服 強 度 ：?控Ф500× 100? 11根，則預應力鋼筋截面面積 : ? 管樁混凝土截面面積 : 221 1 6 4 7 0 4pA m m m m? ? ?? ? 222 1257003005004c ??? ?29949 6 6 . 9 /70415125700m m? ????2）因混凝土徐變、收縮（干縮）引起的預應力損失值 ???????????211''????????p p m m??? — 因 混 凝 土 徐 變 、 收 縮 （ 干 縮 ） 引 起 的 預 應 力 損 失 值 （ ） ；2c p t N m m? — 緊 接 張 拉 后 的 混 凝 土 預 （ 壓 ） 應 力 （ ） ；' 5n — 預 應 力 筋 和 混 凝 土 的 彈 性 模 量 比 ， 取 ；29 6 6 . 9 7 0 4 5 . 4 2125700p t pc p m ? ?? ? ? ；2） 因混凝土徐變、收縮（干縮）引起的預應力損失值 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 變 系 數(shù) ， 取 ；4 1 . 51 . 5 1 01000c? ??— 混 凝 土 收 縮 （ 干 縮 ） 率 ， 取 ， 即 ；? ?6 2 5 22 1 0 1 . 9 6 1 0g f c m N m m? ? ? ?— 預 應 力 鋼 筋 的 彈 性 模 量 ；取3）預應力鋼筋松弛引 起 的 預 應 力 損 失 值 ? ??? ??? ??? 20? ? 20 . 0 2 5 9 6 6 . 9 2 7 9 . 2 2 0 . 2 N m m??? ? ? ? ? ????2— 因 預 應 力 鋼 筋 松 弛 引 起 的 預 應 力 損 失 值 ( N / m m ) ；）數(shù)（松弛率，預應力鋼筋的凈松弛系— 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???? ? ?現(xiàn) 取 ＝ ， ，則 : ? 按照日本新標準 用420系列鋼筋在加荷載、常溫（ 20℃ ）、加荷 1000小時試驗條件下，其的最大值≤ 在 當預應力鋼筋在應用時有溫度影響的場合下，對這因松弛引起的損失必須考慮”。 ? 本人認為， 80℃ 左右，6小時）、二次壓蒸養(yǎng)護（ 180℃ ，共計 10小時左右）條件下進行制作的，盡管未見到有關上述“蒸養(yǎng) —壓蒸”模擬試驗條件下的值有多大的試驗研究資料，但可以肯定有個相當大的值。 ? 目前國產(chǎn) 右。 0? 我國鋼筋混凝土結構規(guī)范規(guī)定，對于熱處理鋼筋，慮我們目 前使用的是低松弛管樁用 松弛引起的預應力損失可能會小于 預應力筋和混凝土的有效應力值 ? 4. 預應力筋的有效（拉）應力值 ? 5. 混凝土的有效預（壓）應力值 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 ? ?? ? ?有效預應力 所以預應力損失理論計算大約為 13~15%； ? 與實測值比，上述預應力損失理論計算值偏小，實際的預應力損失會大，原因如下： 8 6 7 . 51 1 1 2 . 7 %994(1 8 6 7 . 5 / 1 0 2 0 1 5 % )? ? ? ???總結：上述計算的預應力損失（以 %表示） 其他影響因素 ? ? 預應力鋼筋張拉時，目前國內張拉時夾具的變形（包括螺母擰的不緊等）； ? 養(yǎng)護條件苛刻（溫度高時間長）而促使 ? 混凝土品質不一，張拉板孔深不一致及孔座質量不佳等等； ? 這些因素會影響混凝土的最終的有效預應力值。根據(jù)目前日本的經(jīng)驗， 0%，而且是隨管樁等級越高，損失就越大；即 廣東 《 預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程 》 推薦估算公式 ap t ???pc?預應力管樁（砼）的有效預應力（ ——鋼筋根數(shù)； 單根鋼筋公稱面積（ ——預應力鋼筋抗拉強度標準值，取 1420—管樁橫截面積（ 以 Ф500× 100 27048 0 0 4 . 4 8 ( )125700 P a N m m? ? ? ?公式由來 （ 1420× ０ Ａ a） × n/A× 80% 管樁樁身允許抗壓承載力 根據(jù) 004計算） ? ? 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 樁 允 許 承 載 力 ( ；M P — 管 樁 混 凝 土 抗 壓 強 度 () ；— 預 應 力 筋 對 混 凝 土 的 有 效 預 （ 壓 ） 應 力 ( 2— 管 樁 的 橫 截 面 積 ( m m )管樁抗裂彎矩 按 337法 ） ? ?c b ? ??) N m?— 開 裂 彎 矩 ( ；4eL m m— 幾 何 慣 性 矩 () ；)or m m— 樁 外 半 徑 ( ；2 ) m m? — 預 應 力 筋 對 混 凝 土 的 有 效 預 ( 壓 ) 應 力 ( ；22),7 . 3 5 ( )c b t N m mN m m? — （ 在 抗 彎 下 ） 混 凝 土 抗 拉 強 度 (取 日 本 取 值 。 of ? ? 2'4424????)or m m— 樁 外 半 徑 ( ；)ir m m— 樁 內 半 徑 ( ；2pA m m— 預 應 力 鋼 筋 面 積 () ；'n — 鋼 筋 與 混 凝 土 的 彈 性 模 量 比 ；)pr m m— 主 筋 所 在 的 半 徑 ( ；管樁抗裂彎矩 ? ? ?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? ? ? ? ?極限彎矩 ?極限彎矩); N m?— 開 裂 彎 矩 (各級樁的極限系數(shù)—?1 5 1 . 5 1 9 5 ~ 2 0 0 N m???? ? ? ? ? ?級 樁 極 限 彎 矩（ 130 ～ 134 ）例如 ： 抗剪承載力 ? 222212?? ?????????? ? 222212 ?? ?????????也有);Q K N— 管 樁 抗 剪 強 度 ( )t m m— 樁 身 壁 厚 ( ；4eL m m— 幾 何 慣 性 矩 ( ） ；2805 . 3 9 ( )t M P aN m m? — 剪 切 抗 拉 強 度 ， 對 抗 壓 強 度 為 的砼 取 日 本 取 值 ；0 . 5 0 . 5m? — 樁 直 徑 ， 取 值 為 ， 本 例 為 ， 非 系 數(shù) ；2 m m? — 混 凝 土 有 效 預 應 力 （ ） ；抗剪承載力 ? ? ? ? ?????????? ?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 靜 矩 （ 也 有 人 稱 中 心 軸 的 截 面 靜 矩 ） (抗拉承載力 T ?? ?); P a— 抗 拉 強 度 (2 );cA m m— 管 樁 混 凝 土 截 面 積 (? ?4 . 4 5 1 2 5 7 0 0 7 0 4 6 0 7( 6 0 7 ) ? ? ??估 計 會 ， 原 因 是 混 凝 土 自 身 還 有 抗 拉 強 度? 新國標附錄 D（規(guī)范性附錄）有效預應力的計算方法。 ? 為什么要采用國外（日本等）的計算方法。 ? 新省標（和新國標）的抗彎性能： 管樁外徑（ 型號 壁厚 t（ 抗裂彎矩（ 極限彎矩（ 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、 管樁混凝土的耐久性及當前管樁 生產(chǎn)工藝和質量控制中存在的問 題 1、當前管樁存在量大質量問題 A、端頭板（含裙板或鋼套箍）及接樁的焊接質量；樁尖及焊接質量；（以及 B、管樁混凝土質量（管樁砼強度，管樁砼耐久性問題）有人提出只要滿足 樁不打爛就行的問題。 2、管樁混凝土耐久性性能研究的介紹 —— 抗氯離子滲透、硫酸鹽侵蝕、抗凍性等性能 ? 試驗方法介紹 ? 原材料與試驗配合比 ? 氯離子滲透試驗 ? 硫酸鹽侵蝕 ? 抗凍性 ? 小結 管樁混凝土耐久性性能研究 ? 隨著 海洋、港口、寒冷地區(qū)、地下水中侵蝕性介質濃度較高的西部、沿海及內陸地區(qū)的工程，受到專家和學者們日益關注。 ? 如何較為準確地評價預應力高強混凝土管樁耐久性是值得我們去思考和探索的問題。本文從氯離子滲透性、硫酸鹽侵蝕和抗凍性等方面來考察管樁混凝土的耐久性以及摻合料、生產(chǎn)工藝等因素對管樁混凝土耐久性的影響。 原材料 ? 水泥：粵秀牌 P·Ⅱ ? 磨細砂：建通生產(chǎn)用， 2%； ? 磨細礦渣微粉：韶關產(chǎn)， ? 外加劑：佛山市禪城區(qū)瑞龍混凝土外加劑廠生產(chǎn) 高效減水劑，固含量為 30%； ? 砂：細度模數(shù) 泥量 ? 石子：花崗巖碎石，珠海產(chǎn)，粒型和級配均較好。 試驗配合比 kg/號 水泥 摻合料 砂 小石 大石 水 10 / 680 490 765 142 L 357 153 磨細礦渣 680 490 765 140 S 357 153 磨細砂 680 490 765 142 357 153 磨細砂 700 490 745 148 驗方法與數(shù)據(jù) ? 氯離子滲透性試驗 ? 硫酸鹽侵蝕試驗 ? 抗凍性試驗 ? 其他 :碳化試驗 原材料的堿骨料反應 抗?jié)B等 氯離子滲透性試驗方法 ? 自然滲透法：先將混凝土長時間浸泡于含氯鹽的水中，再通過切片或鉆取芯樣，用化學分析的方法得到氯離子濃度與滲透距離的關系，然后利用 ? 加速滲透法：通過施加電場來加速氯離子在混凝土中的遷移，縮短氯離子達到穩(wěn)態(tài)傳輸過程的時間 美國 1202“混凝土抗氯離子滲透性標準試驗方法” 電量法評價氯離子滲透性 通過電量（庫倫） 氯離子滲透性 >4,000 高 ,000–4,000 中等 ,000–2,000 低 00–1,000 很低 100 可忽略 先使用巖石切割機將立方試塊的頂部和底部各切掉 25之成為 50100切好的混凝土試件進行真空飽水，然后將真空飽水 24小時試件固定在試驗架上； 60續(xù)通電 6小時，最后測定通過混凝土試件的總電量。 不同管樁混凝土的電通量 /庫倫 050010001500200025003000350040001 2 3 4 5 6 7 8 9試驗次數(shù)電通量值/± 5℃ 下干燥 21小時 室溫冷卻3小時 在 10%濃度的 2小時 在 35℃ 下干燥 96小時 超聲波測定 超聲波測定 采用水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗流程圖 本文中設計的干濕循環(huán)制度 不同硫酸鹽侵蝕條件下強度變化規(guī)律 /號 壓蒸 后 100℃ 情況下 15次 干濕循環(huán) 10周 30周 10次 30次 L S 期浸泡條件下，相對動彈性模量隨浸泡時間變化規(guī)律 10 15 20 25 30 35浸泡時間 / 周相對動彈性模量/%對動彈性模量隨循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律 干濕循環(huán)0 50 70 911 20 5 10 15 20 25 30 35循環(huán)次數(shù)相對動彈性模量/%干濕循環(huán)條件下，相對動彈性模量隨循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律 100 ℃下干濕循環(huán)0 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 911 . 11 . 21 . 30 2 4 6 8 10 12 14 16循環(huán)次數(shù)相對動彈性模量/%? 本文采用快凍法研究 ? 評價方法：相對動彈模量下降至初始值的60% 或試件的重量損失率大于 5%。 工海水中溶質濃度 /% 淡水凍融介質，相對動彈性模量 0204060801001200 50 100 150 200 250凍融循環(huán)次數(shù)相對動彈性模量/%e s 量 淡水介質中- 0 . 2- 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 90 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200凍融循環(huán)次數(shù)質量變化率/%e s 度 編號 Z S 抗壓強度 折強度 ― ― ― 200次 海水凍融介質，相對動彈性模量 0204060801001200 50 100 150 200 250凍融循環(huán)次數(shù)相對動彈性模量/%e s 量 海水介質中- 2 0- 1 5- 1 00 40 60 80 100 120 140 160 180 200凍融循環(huán)次數(shù)質量變化率/%1 ? 從目前已做完的試驗結果來看，用蒸養(yǎng) 果原材料選用、配合比（含膠凝材料用量）和攪拌工藝是合理的，生產(chǎn)工藝（離心 壓蒸）是符合規(guī)范要求的，對純水泥混凝土（即不摻加外摻料）生產(chǎn)的管樁、摻磨細砂管樁無論是抗氯離子滲透、抗硫酸鹽侵蝕、還是抗凍性試驗，都是符合或基本符合要求的。 小結 管樁混凝土強度和管樁混凝土耐久性線性關系不明確，也就是說強度高或強度達到 80至 90~100其耐久性試驗仍有可能不合格。從本次研究情況看，只要在原材料選用、混凝土配合比、混凝土攪拌、離心、蒸養(yǎng)、壓蒸等工藝上某個環(huán)節(jié)或幾個環(huán)節(jié)不符合要求，其三種耐久性試驗就會出問題，特別是凍融循環(huán)試驗就很難合格。 小結 有耐久性要求的地基基礎使用 者說要提高當前我國 議行業(yè)協(xié)會和管樁標準盡快制定出從原材料至混凝土配合比、攪拌工藝、離心工藝、兩次蒸養(yǎng) 量化），否則，從目前我們已經(jīng)抽樣試驗的情況看，我國管樁企業(yè)中有的管樁耐久性不合格。 小結 從本次試驗研究中發(fā)現(xiàn)摻磨細礦渣用蒸養(yǎng) 耐久性試驗（特別是抗凍性試驗）發(fā)現(xiàn)有問題，這方面研究工作可繼續(xù)做下去；其抗凍性較差可以解釋的原因可能是摻磨細礦渣的管樁混凝土在水化生成物后，體積收縮為最大。另外，蒸養(yǎng)時的靜停時間對管樁混凝土的耐久性有影響，本次試驗表明影響特別靈敏。 3、為什么制定國家行業(yè)標準 《 先張法預應力混凝土管樁工藝技術規(guī)程 》 當前我國管樁生產(chǎn)工藝和質量控制中的突出問題。 本來 東西，但如這些問題不解決，不得到及時糾正，就有可能影響到它的生命力，若干年后就會被其他產(chǎn)品代替；如繼續(xù)使用下去，當前質量問題不解決，就會對工程質量，特別是對 “ 工程壽命 ” 產(chǎn)生嚴重后果。 ? 新的國家行業(yè)標準 《 先張法預應力混凝土管樁工藝技術規(guī)程 》 要點介紹： 目的是解決管樁質量嚴重下滑的問題 1）質量和產(chǎn)量之間的平衡點 2）原材料質量要求和混凝土配比（含膠凝材料最低用量）；端板、裙板、樁尖質量及焊接質量；鋼筋的品質； 3）攪拌工藝及最低攪拌時間； 4）離心工藝中離心速度及時間； 5) 第一次蒸養(yǎng)制度和時間，包括靜停時間； 5）第二次壓蒸工藝制度： 升溫升壓 —恒溫恒壓 —降溫降壓的控制。 附： A）廢漿液的再利用問題 B） 報告完畢，謝謝 ！