【23G409】 先张法预应力混凝土管桩

国家建筑标准设计图集
23G409
（替代10G409
先张法预应力混凝土管桩
组织编制
中国建筑标准设计研究院
中国标准出版社
先张法预应力混凝士管桩
主编单位苏州混凝土水泥制品研究院有限公司实行日期二〇二三年十月一日
总说明
编制依据、适用范围：
管桩的分类、标记及原材料
构造要求·
管桩选用原则
管桩桩身承载力计算
管桩的防腐蚀··
管桩的制作要求.
管桩的检验与验收
管桩的堆放与吊运
管桩的施工·
本图集的选用及索引
PHC桩
PHC桩桩身承载力表
统一编号GJBT-1631
图集号23G409
PHC桩N-M曲线
PHC桩端板参数表
PHC桩配筋图·
PRC桩
主编单位负责人
主编单位技术负责人
技术审定人
设计负责人
PRC桩桩身承载力表
PRC桩N-M曲线
PRC桩端板参数表
PRC桩配筋图
PC桩桩身承载力表
PC桩N-M曲线··
PC桩端板参数表·
PC桩配筋图·
设)华
代国惯
·1-10
·1-14
.·3-3
··35
图集号
审核王清汤校对曹彩虹孙设计王维23G409
端板、套箍、桩尖
端板详图·.
端板锚固钢筋及桩套箍详图·
开口型钢桩尖详图....
十字闭口型钢桩尖详图·.
锥形闭口型钢桩尖详图·，
桩连接图
焊接接桩示意图
··43
桩与承台连接方式（桩顶标高与桩顶设计标高一致）·..·5-2桩与承台连接方式（桩顶标高高于桩顶设计标高）5-3桩与承台连接方式（桩顶标高低于桩顶设计标高）：：端板焊钢筋与承台连接详图··放置钢筋笼与承台连接详图
附录A锤击沉桩柴油锤选择参考表附录B静压沉桩压桩机选择参考表附录C管桩基础基桩设计选用示例相关技术资料
审核王清多法校对曹彩虹中设王维社 54
·附-2
·附-3
图集号
23G409
编制依据
《工程结构通用规范》GB55001一2021《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002一2021《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003一2021《钢结构通用规范》GB55006一2021《混凝土结构通用规范》GB55008一2021《建筑地基基础设计规范》GB50007一2011《建筑结构荷载规范》GB50009一2012总说明
《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406一2017《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476一2019当依据的标准规范进行修订或有新的标准规范出版实施时，本图集与现行工程建设标准不符的内容、限制或淘汰的技术或产品，视为无效。工程技术人员在参考使用时，应注意加以区分，并应对本图集相关内容进行复核后选用。适用范围
《混凝土结构设计规范》（2015年版）GB50010一2010《建筑抗震设计规范》（2016年版）GB500112010《钢结构设计标准》GB50017—2017《岩土工程勘察规范》（2009年版）GB50021一2001《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046一2018《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068一2018《建筑结构制图标准》GB/T50105一2010《混凝土质量控制标准》GB50164一2011《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202一2018《混凝王
构工程施工质量验收规范》GB50204一2015《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205—2020《混班
构耐久性设计标准》GB/T50476一2019《钢结构焊接规范》GB50661-2011《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476一2023预应力混凝土管桩用端板》JC/T947—2014《先张法
《建筑桩基技术规范》JGJ94-20082.1本图集管桩为采用先张法离心工艺制作的预应力混凝土管桩。适用于抗震设防烈度8度及以下地区的一般工业与民用建筑物、构筑物的低承台竖向基桩，市政、桥梁、铁路、公路、机场、港口、水利、电力等工程的低承台竖向基桩设计可参考使用，但尚应符合国家现行有关标准的规定；本图集管桩也可用于地基处理及边坡、基坑等支护结构用桩，当用于支护结构时，尚应符合国家现行有关标准的规定。2.2本图集管桩适用于二&、二b类环境，当用于三a、三b类环境或中、强腐蚀环境时，应按本说明第8章采取防腐蚀措施，并应符合相关规范的要求。
2.3本图集管桩适用于主要承受竖向荷载的基桩。当用于承受较大水平荷载时，设计人员应结合工程地质条件、当地使用经验等因素进行设计验算。
2.4本图集管桩适用于设计工作年限为50年及以下的桩基工程，对设计工作年限超过50年的桩基工程，应结合相关标准验算并采用相应防护措施后选用，编制依据、适用范围
审核王清多活校对曹彩虹中设计王维套图集号
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3管桩的分类、标记
3.1管桩分类
3.1.1管桩按混凝土强度等级和结构配筋分为预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力高强混凝土管桩（代号PHC）和混合配筋预应力高强混凝土管桩（代号PRC）三种类别。3.1.2管桩按桩身混凝土有效预压应力值分为A型（4MPa）、AB型（6MPa）、B型（8MPa）和C型（10MPa）四种型号。3.1.3管桩按使用领域可分为桩基基础用管桩、地基处理用管桩、基坑支护用管桩等。
3.1.4按截面尺寸划分，本图集PHC桩尺寸规格为12个、PRC桩为10个、PC桩为6个，见表3.1.4。表3.1.4管桩截面尺寸规格表
桩类别
PRC桩
300×70
700×110
700×110
300×70
3.2管桩标记
400×95
700×130
400×95
700×130
400×95
外径D（mm）×壁厚t（mm）
500x100
800×110
500×100
800×110
500×100
500×120
800×130
500×120
800×130
500x120
600×110
1000×130
600×110
1000×130
600×110
600×130
1200×150
600×130
600×130
3.2.1按桩类别(PHC、PRC或PC)、外径D、桩型号（A、AB、B或C）、壁厚t、桩长L的顺序标记3.2.2标记示例：外径500mm、壁厚120mm、长度12m的AB型PHC管桩标记为：PHC500AB120-124原材料
4.1混凝土
4.1.1PHC桩、PRC桩桩身混凝土强度等级不低于C80、PC桩不低于C60。管桩用混凝土应符合表4.1.1的要求。表4.1.1管桩用混凝土要求
环境等级
最大水胶比
胶凝材料中氯
离子含量（%）
碱含量（kg/m）
4.1.2配制桩身混凝土采用的水泥、骨料、水、外加剂和矿物掺合料等材料应符合现行国家标准《混凝土结构通用规范》GB55008及《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476的规定、4.2钢材
4.2.1本图集管桩的预应力钢筋采用低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒（代号PCB-1420-35-L-HG），其质量应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3的规定，其几何特性及理论质量、力学性能分别见表4.2.1-1、表4.2.1-2。表4.2.1-1PCB-1420-35-L-HG的几何特征及理论质量公称直径（mm）
外轮廉直径（m）
公称截面面积（mm）
管桩的分类、标记及原材料
理论质量（kg/m）
图集号
审核医红杰（，校对骆静静骆韵韵设计田寅国道页
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表4.2.1-2PCB-1420-35-L-HG力学性能表规定塑性
延伸强度
（N/mm）
极限强度
标准值
fm（N/mml）
抗拉强度
设计值
fw（N/mm)）
抗压强度
设计值
f'（N/mm)）
伸长率
松弛值
弹性模量
(N/mt)
2 ×105
4.2.2纵向受力普通钢筋及端板锚固钢筋宜采用届服强度标准值不低于400N/mm2的热轧带肋钢筋，其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB/T1499.2的规定。本图集PRC桩纵向受力普通钢筋及端部搭接钢筋采用HRB400，PHC桩、PC桩端板锚固钢筋采用HRB400或与柚内纵筋相同的钢棒。HRB400的力学性能指标见表4.2.2。表4.2.2热轧带肋钢筋HRB400及冷拔低碳钢丝力学性能极限强度
标准值
钢筋种类
HRB400
冷拔低碳钢丝
4.2.3螺旋
f（N/mm)
抗拉强度
设计值
f,(N/mm)
抗压强度
设计值
f',(N/m)
弹性模量
(N/mar)
2 ×10
2 ×10
宜采用混凝土制品用冷拔低碳钢丝，其质量应符合现行行
540及
业标准《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》JC/T《冷拨低碳钢丝应用技术规程》JGJ19的规定，其力学性能指标见
用端板》JC/T
符合现行行业标准《先张法预应力混凝土管桩947的规定，桩套箍的材质和性能不应低于《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235的要求。4.2.5焊接连接中，当采用手工焊时，对于Q235钢材采用E43型焊条，对于Q355钢材采用E50型焊条。焊条、焊丝的质量应分别符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T5117、《熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝》GB/T8110的规定。
构造要求
5.1外径为300mm的管桩最外层钢筋的混凝土保护层厚度不应小于25mm，其他外径管桩最外层钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm。
5.2纵向钢筋应沿其重心所在圆的圆周均匀配置，间距允许偏差为土5mm，其中预应力钢筋的最小配筋率不应小于0.5%，且不应少于6根。预应力钢筋应通长设置，不应有接头。5.3混合配筋预应力高强混凝土管桩（PRC桩）中的纵向受力普通钢筋的配筋根数宜与预应力钢筋根数相同。当纵筋间距过密时，纵向普通钢筋宜与预应力钢筋并筋布置，并筋布置时，预应力钢筋与纵向受力普通钢筋之间不应焊接，5.4螺旋箍筋的直径不应小于表5.4的规定。本图集管桩两端表5.4螺旋箍筋直径
管桩外径
D (mm)
300、400
500、600
700、800
管桩型号
A、AB、B、C
螺旋箍筋
直径（nm）
构造要求
管桩外径
管桩型号
A、AB、B
A、AB、B
螺旋箍筋
直径（mm）
图集号
审核匡红杰味，校对骆静静骆韵韵设计田寅国演页
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螺旋箍筋加密区长度取为外径的4倍，且不应小于2000mm，加密区螺旋箍筋的净间距为50mm，其余部分螺旋箍筋的净间距为80mm。净间距的允许偏差为±5mm。5.5承受较大水平荷载的管桩、位于软硬土层交界处的管桩，应根据具体工程设计的要求确定箍筋的直径、净间距和加密区范围。
5.6用于可液化土层和震陷软土层中的管桩，自桩顶至液化土层或震陷软土层底面埋深以下不小于1.0m的范围内，管桩的箍筋应采取加强措施，并根据设计要求另行定货。5.7管桩用作承压桩时，可不设端板锚固钢筋。对于抗拔管桩及承受水平力较大的管桩，宜在端板上设置锚固钢筋，且宜采用加厚的端板
5.8为减少开孔对端板的削弱，预应力钢筋宜采用增大直径、减少根数、但总配筋面积不降低的配筋方式（如本图集“PHC桩桩身承载力表”及“PHC桩配筋图”中，对某些型号的PHC桩提供了两种可任选的预应力钢筋配筋方式，则宜选用配筋数量较少、直径较大的配筋规格）。6
管桩选用原则
6.1管桩用作桩基基础的基桩时（不包括采用管桩作芯桩的复合基桩或扩体桩），应符合下列规定：1.当基桩采用锤击法或静压法沉桩时，对于摩擦型或端承摩擦型基桩，其长径比不宜大于100；对于端承型或摩擦端承型基桩，其长径比不宜大于80。2.对于基岩上覆土层较薄且岩面的倾斜度较大的场地，不宜选用管桩，
3.外径300mm的管桩仅适用于临时性建筑基础的用桩。4.端承型承压管桩、抗拔管桩、中等及强腐蚀环境场地的管桩、基础设计等级为甲级的桩基工程的管桩、用于抗震设防烈度7度、8度地区的管桩不宜选用A型桩。5．基桩选配时，可采用上节桩的型号或壁厚高于下节桩的配桩设计（桩型号的高低与其桩身混凝土有效预压应力的大小相对应，见本说明3.1.2）。6．对于受水平荷载较大的基桩以及抗震设防烈度为8度地区的基桩，其与承台连接的首节桩宜选用PRC桩。7．承压桩的连接可采用焊接连接或机械连接，抗拔桩的连接宜采用机械连接。应尽量减少接桩，基桩接头数量不宜超过3个。在抗震设防烈度为7度和8度地区，接头位置宜设置在非液化土层中。
6.2管桩用于基坑支护时，应符合下列规定：1.用于基坑支护的管桩宜选用PRC桩，当选用PHC桩或PC桩时，除微型桩复合土钉支护用管桩外，不应选用A型桩。2.支护用管桩的接头不宜超过1个，桩与桩连接时应采用端板与端板焊接的连接方式；管桩用于悬臂式支护时，宜采用单节桩。
6.3管桩用于地基处理时可选用外径为300mm的PHC桩或PC桩6.4当基桩需穿越可液化土层、地基承载力特征值小于25kPa（或不排水抗剪强度小于10kPa）的软弱土层时，基桩轴心受压承载力设计值应按本说明公式（7.5-2）计算，且选桩时应加强桩身的构造措施（见本说明5.6）管桩选用原则
审核王清校对曹彩虹中设计王维代图集号
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6.5当桩受到大面积地面堆载的影响，或穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土而桩端进入硬土层，或由于降低地下水位等因素造成桩周土层可能产生的沉降大于桩的沉降时，选桩应考虑桩侧负摩阻力对桩身的影响。6.6本图集给出了开口型钢桩尖（代号a）、十字闭口型钢桩尖（代号b）和锥形闭口型钢桩尖（代号c）三种常用型式桩尖供选用，也可选用其他形式的合适桩尖。应根据地质条件、布桩的桩距、沉桩工艺等情况选用合适的桩尖型式或选择不配桩尖。
6.7桩端位于腐蚀环境内的管桩、桩端位于遇水易软化的风化岩层内的管宜配置桩尖，且选配桩尖时应选用十字闭口型或锥形闭口型等闭口型桩尖，桩尖与桩端板连接处焊缝应连续、饱满、不渗水。
管桩桩身承载力计算
7.1预应力损失计算
本图集按《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476-一2023附录A的方法计算预应力损失，预应力钢筋的张拉控制应力取为0
k，为预应力钢筋的极限强度标准值。7.2管桩椎身受弯承载力计算
式计算：
PHC推
PC桩桩身正截面受弯承载力设计值按下列公4(n+#)a+4
sinta,
+(m-0)4r
0.550gc4,+0.45fm4
aA+f4,+0.45(fm-o)4
α, = 0.45(1-α)
2.PRC桩桩身正截面受弯承载力设计值按下列公式计算：singa+fuyAr
sinα+(Jm-po)4rp
sin元α
M=αfA(+r)
sinα+sinα
式中：M
rj、r2
rp、rs
m4,+JA
aJ.A+4,+1.5(Jm-omo)4,+2.5f.4α,=1-1.5α
桩身正截面受弯承载力设计值（N·mm）；系数，按《混凝土结构设计规范》（2015年版）GB50010—2010第6.2.6条规定取值：管桩横截面面积（mm2）；
纵向预应力钢筋横截面面积的总面积（mm2）：纵向普通钢筋横截面面积的总面积（mm2）；管桩环形截面的内、外半径（mm）；纵向预应力钢筋、纵向普通钢筋重心所在圆的半径（mm）：
混凝土法向应力等于零时预应力钢筋的应力（N/mm2）；
矩形应力图中，混凝土受压区面积在管桩整个截面面积中的占比；
管桩桩身承载力计算
图集号
审核王清活校对许星择生设计王维代页
23G409
矩形应力图中，受拉屈服钢筋截面积在全部钢筋截面积中的占比；
f。混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）；fey、f'py
预应力钢筋抗拉、抗压强度设计值（N/mm2）；普通钢筋抗拉强度设计值（N/mm2）7.3管桩桩身斜截面抗剪承载力计算1．管桩桩身斜截面受剪承载力设计值按下列公式计算：(%+2）-%
2.当采用增大箍筋直径或减小箍筋净间距等方式对管桩的螺旋箍筋进行加强后，管桩桩身斜截面受剪承载力设计值也可按下列公式计算：
7号%+2）+号Dsino （7.3-2）
注：公式（7.3-1），公式（7.3-2）中仅考虑了桩身混凝土预压应力对管桩斜截面受剪承载力的影响，未考虑管桩可能承受的轴向拉（压）力的影响。
式中：
桩身斜截面受剪承载力设计值（N）；管桩壁厚（mm）；
管桩截面对中心轴的惯性矩；
管桩半个圆环的面积对中心轴的面积矩；混凝土抗拉强度变异性调整系数，@=0.7：桩身混凝土的有效预压应力（N/mm2）；混凝土抗拉强度设计值（N/mm2）；螺旋箍筋抗拉强度设计值（N/mm2）；单支箍筋的截面面积（mm2）；
D管桩外径（mm）；
S-—螺旋箍筋的螺距（mm）；
9一—螺旋箍筋与管桩轴线夹角。7.4管桩桩身轴心受拉正截面受拉承载力计算1.PHC桩、PC桩轴心受拉正截面受拉承载力设计值按下列公式计算：
Nr=CfAbzxZ.net
2．PRC桩轴心受拉正截面受拉承载力设计值按下列公式计算：
Nr=CfmA, +、A
N—桩身正截面轴心受拉承载力设计值（N）；式中：
一考虑预应力钢筋缴头与端板连接处受力不均匀等因素的影响而取的折减系数，取C=0.85。7.5管桩桩身轴心受压正截面受压承载力计算1．不考虑管桩压届影响时，桩身轴心受压承载力设计值按下列公式计算：
2．桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层的基桩，应考虑压届影响，桩身轴心受压承载力设计值按下列公式计算：
NR=VfA
式中：N——桩身正截面轴心受压承载力设计值（N）；。成桩工艺系数；
一管桩受压稳定系数，按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定取值管桩桩身承载力计算
审核王清诊校对许星径谨设计王维托图集号
23G409
7.6管桩偏心受压正截面受压承载力验算1.PHC桩、PC桩偏心受压正截面受压承载力宜符合下列规定：
（7.6-1)
N≤ααfA+αfA,-α(-)A-oA
Nne,≤a,A(r+r)血+,4r,
sin元α，
+(Jm-po)Ap
α,=0.45(1-α)
2.PRC偏心受压正截面受压承载力宜符合下列规定：N≤ααf.A+αf4,-α(-o)4,-OpoA,+(2.5α-1)f,4sinα+mAp
Nne,≤αfA(r+r)
sinα+sinα(7.6-5)
sin元αt+f,Ar
+(y-opo)Aprp
式中：N
α,=1-1.5α
管桩承受的轴向力设计值（N）；初始偏心距（mm），eregtea；
轴向压力对截面重心的偏心距（mm），e=M/N，M为管桩承受的弯矩设计值（N·mm）：附加偏心距（mm），e=D/30，且e>20mm；考虑三阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数。通常可不考虑偏心距增大的影响，取=1.0对于桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层的基桩，应按《混凝土结构设计规范》（2015年版）GB50010-2010附录B的规定考虑偏心矩增大的影响。7.7管桩桩身受弯时的抗裂验算
按荷载标准组合计算的弯矩值应符合下列规定M≤M
1．在二类环境类别下，管桩正截面抗裂弯矩按二级裂缝控制等级计算：
Ma=(o+yfk)W
W。=21。/D
(-)(E-)4+(E-)4r
（7.7-4）
2．在三类环境或中、强腐蚀环境下，管桩正截面抗裂弯矩按一级裂缝控制等级计算：
式中：
E、Es
按荷载标准组合计算的正截面弯矩值；桩身正截面抗裂弯矩值（N·mm）；考虑离心工艺及截面抵抗矩塑性影响的系数，桩身混凝土C60时取y=2.0，C80时取y=1.9；桩身混凝土抗拉强度标准值（N/mm2）；截面换算抵抗矩（mm2）；
截面换算惯性矩（mm）；
预应力钢筋、普通钢筋的弹性模量（N/mm2）；桩身混凝土的弹性模量（N/mm2）管桩桩身承载力计算
审核王清校对许星扫理设计王维图集号
23G409
7.8管桩桩身受拉时的抗裂验算
按荷载标准组合计算的轴向拉力值应符合下列规定：N,≤N
1.在二类环境类别下，管桩正截面抗裂拉力按二级裂缝控制等级计算：
Ner =(ope + fk)A
(-1)4+(号-1)
2.在三类环境或中、强腐蚀环境下，管桩正截面抗裂拉力按一级裂缝控制等级计算：
N。= GAg
式中：N-
按荷载标准组合计算的轴向拉力值（N）；Ner
桩身正截面抗裂拉力值（N）；
A。—管桩换算截面面积（mm2）。8管桩的防腐蚀
8.1本图集所述的腐蚀环境是指现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010划分的三a、三b类别环境及《岩土工程勘察规范》GB50021划分的中、强腐蚀环境（腐蚀性介质为主要含硫酸盐、氯化物的土和水）。表8.2腐蚀环境下管桩用混凝土要求桩类别
PHC、PRC桩
水胶比
钢筋最小保护
层厚度（mm）
胶凝材料中
CI含量（%）
碱含量
（kg/m）
胶凝材料最少
用量（kg/）
8.2腐蚀环境下管桩用混凝土应符合表8.2的要求。8.3管桩桩身混凝土的防护应按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046和《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476的规定执行，并应符合表8.3的要求。表8.3腐蚀环境下桩身混凝土的防护要求腐蚀性介质和强度等级
保护措施和要求
桩身混
凝土耐
腐蚀性
混凝土
保护层
厚（mm
抗硫酸盐等
级耐蚀系数
28d龄期氰
离子迁移系
数Dio
(10-\/s)
PHC桩
PRC桩
3.表面涂刷防腐蚀涂
层厚度（μm）
>500>300
注：1.本表适用桩基础所处的地下水、土的腐蚀性介质主要为SO.7和CI\环境。当土中含有酸性液体pl<3.0、环境水中CI>20000mg/L时，防护措施应专门研究。2.当桩身混凝土采用或掺入耐瘤蚀材料后已能满足防腐使性能要求时，可不再采用表中第2和第3项的防护措施
3.桩身涂剧防腐蚀涂层的长度应大于污染土层的厚度4.有两类以上介质同时作用时应分别满足各自防护要求，但相同的防护措施可不选加5.表中\_”表示可不采用此指标控制管桩的防腐蚀
审核王清活校对曹彩虹中设计王维图集号
23G409
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