【L14G407】 预应力混凝土管桩

14系列山东省建筑标准设计图集：预应力混凝土管桩
图集号：L14G407

批准文号：鲁建设函[2014]11号
统一编号：DBJ T14-3
实行日期：2014年8月1日

山东省住房和城乡建设厅关于批准《预应力混凝土管桩》等四项省标准图集的通知
各市住房城乡建委（建设局）：
为充分发挥标准设计在工程建设中的指导作用，积极推广应用建筑新技术、新材料，更好地为全省工程建设服务，根据2014年山东省建筑标准设计编制计划的安排，由山东省建筑设计研究院主编的《预应力混凝土管桩》（L14G407）现已完成全部编制工作。经审查，该图集已达到标准设计深度和质量要求，现批准为山东省标准设计图集，于2014年8月1日起施行。原《预应力混凝土管桩》（L10G407）同时废止。
二〇一四年七月二十一日

目录
1 设计说明
2 管桩结构配筋图
3 PHC管桩选用表
4 PC管桩选用表
5 管桩力学性能指标
6 连接接头构造图、桩套箍剖面图
7 端板详图
8 端板参数表
9 开口型钢桩尖及参数表
10 平底十字形闭口钢桩尖及参数表
11 尖底十字形闭口钢桩尖及参数表
12 四棱锥闭口钢桩尖及参数表
13 钢板锥混凝土闭口桩尖及参数表
14 混凝土桩尖及参数表
15 桩节焊接接桩详图
16 机械连接端板平面图
17 机械连接端板参数表
18 机械连接桩套箍详图及参数表
19 机械连接接桩处端板锚固筋详图
20 机械连接卡详图
21 桩节机械连接接桩详图
22 不截桩桩顶与承台连接详图
23 截桩桩顶与承台连接详图
24 接桩桩顶与承台连接配筋表
25 筒式柴油沉桩机锤重选择参考表
26 静力压桩机选择参考表

设计说明

一、适用范围
1. 本图集适用于离心混凝土工艺制作的先张法预应力高强混凝土管桩（代号PHC）和先张法预应力混凝土管桩（代号PC）。适用于设防烈度为8度及以下的工业与民用建筑及构筑物的低承台桩基础。当地震加速度≥0.15g且建筑场地为三、四类场地时，应另行验算。铁路、公路、港口、水利、市政、桥梁等工程可参考使用。
2. 本图集管桩主要考虑承受竖向荷载。当承受水平荷载或用作抗拔桩时应进行验算。
3. 本图集管桩适用于山东地区的一般地质情况。
4. 本图集管桩按结构重要性系数γ₀=1.0设计。

二、设计依据
1. 《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011
2. 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
3. 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
4. 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012
5. 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2010
6. 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002（2011年版）
7. 《混凝土质量控制标准》GB 50164-2010
8. 《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ 19-2010
9. 《先张法预应力混凝土管桩》GB 13476-2009
10. 《预应力混凝土用钢棒》GB/T 5223.3-2005
11. 《低碳钢热轧圆盘条》GB/T 701-2008
12. 《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T 947-2012

三、管桩分类
1. PHC管桩和PC管桩按外径分为300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、700mm、800mm、1000mm十种规格。
2. 按桩身混凝土有效预压应力值或抗弯性能分为：A型、AB型、B型及C型四种型号。
3. 桩尖分为开口型钢桩尖、平底十字形闭口钢桩尖、尖底十字形闭口钢桩尖、四棱锥闭口钢桩尖、钢板锥混凝土闭口桩尖及混凝土桩尖六种类型。

四、材料
1. 混凝土
(1) PHC管桩混凝土强度等级为C80，PC管桩混凝土强度等级为C60，混凝土质量应符合《混凝土质量控制标准》GB 50164的有关规定。
(2) 水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，其质量应符合《通用硅酸盐水泥》GB 175的规定。
(3) 细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂（细度模数宜为2.5~3.2）或人工砂（细度模数可为2.5~3.5），其质量应符合《建设用砂》GB/T 14684的规定，且砂的含泥量不大于1%，氯离子含量不大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%。严禁使用未经处理的海砂。
(4) 粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，其质量应符合《建设用卵石、碎石》GB/T 14685的规定，且石的含泥量不大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%，针片状颗粒含量不得大于5%。
(5) 对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的管桩，其骨料应符合相关标准。
(6) 混凝土拌合用水的质量应符合《混凝土用水标准》JGJ 63的规定。
(7) 外加剂的质量符合《混凝土外加剂》GB 8076的规定，严禁采用氯盐类外加剂。
(8) 掺合料宜采用矿渣微粉、硅灰或硅砂粉等。矿渣微粉的质量不低于《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046表1中S95级的规定；硅灰的质量应符合《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736中表1的规定；硅砂粉的质量应符合《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》JC/T 950中表1的规定。当采用其它品种的掺合料时，应通过试验鉴定，确认符合管桩混凝土质量要求时，方可使用。

2. 钢材
(1) 预应力钢筋采用强度等级35级低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒，其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》GB/T 5223.3的规定，预应力钢筋的主要技术指标见表1。
表1 预应力钢筋主要技术指标
项目 | 公称直径(mm) | 规定非比例延伸强度Rp0.2(N/mm²) | 抗拉强度标准值fptk(N/mm²) | 最大力总断后伸长率(%) | 松弛值(%)
低松弛螺旋槽钢棒 | 14.20 | ≥1280 | ≥1570 | ≥6.5 | ≤2.0
注：根据工程需要也可使用其他规格钢筋，但其力学指标应另行计算。

(2) 螺旋箍筋可采用低碳钢热轧圆盘条或冷拔低碳钢丝（CDF550）(HRB500)，其质量应分别符合《低碳钢热轧圆盘条》GB/T 701、《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ 19的规定。
(3) 螺旋箍筋按本图集要求设置。其直径不得有负偏差。管桩两端3~5D且不小于2000mm范围内螺旋箍筋的间距为45mm，其余部分螺旋箍筋间距为80mm，螺距的允许偏差为±5mm。
(4) 管桩用作抗拔桩时，宜设置桩端锚固筋，并加强端板连接。锚固筋可采用HRB400级钢，其质量应符合《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》GB 1499.2的规定。
(5) 端板不得采用铸造类及离心工艺成型，材质不得低于Q235B。端板用钢的性能尚应符合《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T 947的规定。端板内外表面应平整，不得有蜂离、空隙及开裂等现象。端板厚度应符合表2的规定。
表2 端板最小厚度
钢筋直径(mm) | 7.1 | 9.0 | 10.7 | 12.6 | 14.0
端板最小厚度(mm) | 16 | 18 | 20 | 24 | 28

(6) 桩套箍及桩尖的材质应不低于Q235钢，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T 700中的相关规定。
(7) 焊条应采用E43型，其质量和选用应符合《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117的规定。

五、设计计算
1. 螺旋槽钢棒规格见表3。
表3 螺旋槽钢棒规格
公称直径(mm) | 外轮廓直径(mm) | 公称截面积(mm²) | 理论重量(kg/m)
7.1 | 7.25 | 40 | 0.314
9.0 | 9.15 | 64 | 0.502
10.7 | 11.10 | 90 | 0.707
12.6 | 13.10 | 125 | 0.981
14.0 | 14.50 | 154 | 1.209

2. 预应力钢筋及非预应力钢筋力学性能指标见表4。
表4 预应力钢筋及非预应力钢筋力学性能指标
指标 | 螺旋槽钢棒 | HRB550 | HPB500
抗拉强度标准值fptk(N/mm²) | 1420 | 550 | 400
抗拉强度设计值fp'(N/mm²) | 1000 | 320 | 360
抗压强度设计值fc'(N/mm²) | 400 | 360 | -
弹性模量Es(×10⁵N/mm²) | 2.0 | 2.0 | 2.0

3. 预应力钢筋的张拉控制应力σcon取抗拉强度标准值的0.7倍，即σcon=0.7fptk=994MPa，每根钢筋张拉力见表5。
表5 每根钢筋张拉力
钢筋直径(mm) | 7.1 | 9.0 | 10.7 | 12.6 | 14.0
每根钢筋的张拉力(kN) | 39.76 | 63.62 | 89.46 | 124.25 | 153.08

4. 混凝土力学性能指标见表6。
表6 混凝土力学性能指标
强度等级 | C60 | C80
强度标准值fc(N/mm²) | 42.4 | 60.6
强度设计值fc'(N/mm²) | 33.8 | 46.0
弹性模量Ec(×10⁴N/mm²) | 3.45 | 3.73
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