锤击式预应力溷凝土管桩基础技术规程DBJ∕T宣讲提纲

会计学1锤击式预应力溷凝土管桩基础技术规程DBJ∕T宣讲提纲主要内容一、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。第1页/共72页一、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、AB、B、

C型。AABBC4.06.08.010.0单位：N/mm2,MPa第2页/共72页2、管桩相应的抗弯性能（例）外径（mm）壁厚(mm)型号抗裂弯矩KN.M极限弯矩KN.M40095A54(52)81(77)AB64(63)106(104)B74(75)132(135)C88176500100A103(99)155(148)AB125(121)210(200)B147(144)265(258)C169334第3页/共72页3、配筋和主筋的位置外径(mm)壁厚(mm)单节桩长(m)型号预应力钢筋根数(n×φ)钢筋分布圆直径dp（mm）最小配筋面积(mm2）30070≤11A6φ7.1230240AB6φ9.0384B8φ9.0512BC8φ10.7720第4页/共72页3、配筋和主筋的位置外径(mm)壁厚(mm)单节桩长(m)型号预应力钢筋根数(n×φ)钢筋分布圆直径dp（mm）最小配筋面积(mm2）40095≤12A7φ9308448AB7φ10.7630≤13B10φ10.7900C13φ10.71170第5页/共72页3、配筋和主筋的位置外径(mm)壁厚(mm)单节桩长(m)型号预应力钢筋根数(n×φ)钢筋分布圆直径dp（mm）最小配筋面积(mm2）500100≤14A11φ9406704AB11φ10.7990≤15B11φ12.61375C13φ12.61625第6页/共72页3、配筋和主筋的位置外径(mm)壁厚(mm)单节桩长(m)型号预应力钢筋根数(n×φ)钢筋分布圆直径dp（mm）最小配筋面积(mm2）500125≤14A12φ9406768AB12φ10.71080≤15B12φ12.61500C15φ12.61875第7页/共72页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。)

第8页/共72页4、螺旋筋直径和间距外径（mm）直径（mm）加密区（mm）非加密区（mm）φ300φ400≥4.045±5，200080±5φ500φ600≥5.045±5，200080±5第9页/共72页5、桩套箍（裙板）φ300φ400厚≥1.4mm高度≥110mm，材质Q235φ500φ600厚≥1.4mm高度≥125mm，材质Q235第10页/共72页6、端板最小厚道和材质PC筋直径（mm）7.19.010.712.6Q235B端板最小厚道（mm）16182024Q235B第11页/共72页7、预应力筋的理论重量和最小质量公称直径公称面积(mm2)理论重量(Kg/m)最小重量(Kg/m)φ7.140.00.3140.306φ9.064.00.5020.490φ10.790.00.7070.687φ12.6125.00.9810.954第12页/共72页8、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DBJ/T15-22-2008，P64附录B）。不得采用未设桩尖的管桩基础。材质机械性要符合Q235B。第13页/共72页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。第14页/共72页二、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第15页/共72页1、新广东标准中有效预应力的经验估算公式第16页/共72页1、新广东标准中有效预应力的经验估算公式公式来源：第17页/共72页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Effectivepre-stress管桩允许抗压承载力AllowableBearingCapacity管桩抗裂弯矩BendingCapacityorCrackBendingCapacity极限弯矩UltimateCapacity抗剪承载力ShearingCapacity抗拉承载力TensileCapacity第18页/共72页有效预应力

Effectivepre-stress参照JISA5337方法计算此方法主要考虑PHC管桩混凝土的弹性变形、混凝土徐变、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。第19页/共72页1）先张法张拉后，混凝土压缩变形后预应力钢筋的拉应力第20页/共72页先张法张拉后，混凝土压缩

变形后预应力钢筋的拉应力现预应力筋的千斤顶预应力张拉时，控制应力取值（）为:或按JISA5337要求，上述控制应力值取两者之中小者，即994N/mm2

第21页/共72页Ф500×100mm管桩A级配筋为Ф9.2mm×11根，则预应力钢筋截面面积:管桩混凝土截面面积:第22页/共72页2）因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失值第23页/共72页2）因混凝土徐变、收缩（干缩）引起的预应力损失值第24页/共72页3）预应力钢筋松弛引起的预应力损失值则:第25页/共72页ro取值问题按照日本新标准JISG3137测试方法，如用SBPDL1275/1420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≤2.5%；在JISA5337-1993编制说明中强调：“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，PHC管桩是经初级蒸汽养护（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PC钢棒正常生产时实测值约为0.8~1.2%左右。第26页/共72页ro取值问题我国钢筋混凝土结构规范规定，对于热处理钢筋，其松弛引起的预应力损失为0.05σpt。考虑我们目前使用的是低松弛管桩用PC钢棒，其松弛引起的预应力损失可能会小于0.05σpt。第27页/共72页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）应力值第28页/共72页有效预应力

Effectivepre-stress所以预应力损失理论计算大约为13~15%；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：总结：上述计算的预应力损失（以%表示）第29页/共72页其他影响因素PC钢筋自身的质量稳定性及被张拉钢筋长短不一；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PC钢筋的应力松弛也较大；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，A级桩预应力损失的实测值大致在16~30%，而且是随管桩等级越高，损失就越大；即A级管桩预应力损失偏小，C级管桩预应力损失偏大。第30页/共72页广东《预应力混凝土管桩基础技术规程》推荐估算公式——预应力管桩（砼）的有效预应力（MPa）；——钢筋根数；Aa——单根钢筋公称面积（mm2）；——预应力钢筋抗拉强度标准值，取1420MPa——管桩横截面积（mm2）

以Ф500×100mm，11Ф9.2配筋为例：公式由来（1420×０.７×Ａa）×n/A×80%第31页/共72页管桩桩身允许抗压承载力

AllowableBearingCapacity

（根据BSCP2004计算）

第32页/共72页管桩抗裂弯矩

CrackBendingCapacity

（按JISA5337法

）第33页/共72页Le几何惯性矩

Geometricalmomentofinertia

第34页/共72页管桩抗裂弯矩

CrackBendingCapacity也有用

第35页/共72页极限弯矩

UltimateCapacity例如：

第36页/共72页抗剪承载力

ShearingCapacity第37页/共72页抗剪承载力

ShearingCapacity第38页/共72页抗拉承载力

TensileCapacity

第39页/共72页新国标附录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（mm）型号壁厚t（mm）抗裂弯矩（KN.m）极限弯矩（KN.m）400AABBC955464748881106132176500AABBC100103125147167155210265336第40页/共72页三、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第41页/共72页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PC钢筋质量问题）；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C80，打桩不打烂就行的问题。第42页/共72页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第43页/共72页管桩混凝土耐久性性能研究随着PHC管桩应用范围的日益扩大和耐久性要求的不断提高，PHC管桩能否适用于自然环境严酷的土建工程，如海洋、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。第44页/共72页原材料水泥：粤秀牌P·Ⅱ42.5R；磨细砂：建通生产用，SiO2含量92%；磨细矿渣微粉：韶关产，S95级；外加剂：佛山市禅城区瑞龙混凝土外加剂厂生产LS-Ⅱ高效减水剂，固含量为30%；砂：细度模数2.7，含泥量0.1%；石子：花岗岩碎石，珠海产，粒型和级配均较好。第45页/共72页试验配合比kg/m3编号水泥掺合料砂小石大石水LS-ⅡJZ510/68049076514210.7SL357153磨细矿渣68049076514010.7GS357153磨细砂68049076514210.7S357153磨细砂70049074514811.2第46页/共72页试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第47页/共72页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Fick第二定律计算出氯离子渗透系数加速渗透法：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第48页/共72页美国ASTMC1202“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High2,000–4,000中等Moderate1,000–2,000低Low100–1,000很低VeryLow<100可忽略Negligible首先使用岩石切割机将立方试块的顶部和底部各切掉25mm，使之成为50mm厚，100mm边长的试件。将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；在两端水槽中分别加满3.0%NaCl和0.3mol/LNaOH的溶液，在60V的外加电场下，持续通电6小时，最后测定通过混凝土试件的总电量。

第49页/共72页不同管桩混凝土的电通量/库伦第50页/共72页不同管桩混凝土的电通量/库伦编号试验次数123456789JZ342233243194298433773264226930602786SL181919461677128817911915125713221545GS354703498955587546528233456XY8281077712861599686926843789第51页/共72页硫酸盐侵蚀加速试验方法在10%浓度的Na2SO4中浸泡48小时在100±5℃下干燥21小时室温冷却3小时在10%浓度的Na2SO4中浸泡72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

第52页/共72页不同硫酸盐侵蚀条件下强度变化规律/MPa编号压蒸后Na2SO4溶液长期浸泡Na2SO4溶液干湿循环100℃情况下15次干湿循环10周30周10次30次JZ89.297.6101.796.2100.7101.3SL94.896.2107.398.6100.1111.0GS97.299.0103.496.796.8107.1S91.893.590.394.796.884.0第53页/共72页长期浸泡条件下，相对动弹性模量随浸泡时间变化规律第54页/共72页干湿条件下，相对动弹性模量随循环次数变化规律第55页/共72页100℃干湿循环条件下，相对动弹性模量随循环次数变化规律第56页/共72页抗冻性试验本文采用快冻法研究PHC管桩混凝土在淡水介质和海水介质环境下的抗冻融性能。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%。NaClMgCl2CaCl2KCl2.740.510.120.11人工海水中溶质浓度/%第57页/共72页淡水冻融介质，相对动弹性模量第58页/共72页淡水冻融介质，质量第59页/共72页淡水冻融介质，强度编号GSJZtestJZGS抗压强度65.471.056.264.956.1抗折强度―――7.372.80F200次第60页/共72页海水冻融介质，相对动弹性模量第61页/共72页海水冻融介质，质量第62页/共72页小结-1从目前已做完的试验结果来看，用蒸养-压蒸工艺生产的PHC管桩，如果原材料选用、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-蒸养-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。第63页/共72页小结-2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80MPa以上，甚至90~100MPa，但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。

第64页/共72页小结-3有耐久性要求的地基基础使用PHC管桩，或者说要提高当