DB34
安徽省地方标准
DB34/×××-2010
先张法预应力混凝土管桩基础技术规程
Technical specification for pretensioned pre-stressed spun
concrete pile foundation
(征求意见稿)
2009年11月30日
2010-××-××发布 2010-××-××实施
安徽省住房和城乡建设厅 安徽省质量技术监督局
联合发布
安徽省地方标准
先张法预应力混凝土管桩基础技术规程
Technical specification for pretensioned pre-stressed spun
concrete pile foundation
DB34/×××-2010
(征求意见稿)
2009年11月30日
主编单位:安徽省建筑科学研究设计院 合肥工业大学建筑设计研究院 批准部门:安徽省住房和城乡建设厅 施行日期:2010年××月××日
2010 合 肥
前 言
根据安徽省建设厅关于印发2009年度安徽省工程建设地方标准制定、修订计划的通知(建标函[2009]303号文)要求,由安徽省建筑科学研究设计院与合肥工业大学建筑设计研究院会同有关单位共同编制了此规程。在编制过程中,编制组进行了广泛的调查研究,并进行了相关试验和理论计算,以多种方式征求全省有关科研设计单位、管桩生产单位、施工单位、监理单位、检测单位和建设行政主管部门的意见,依据相关法律法规和规范性文件,参考国内相关标准、图集,反复修改后经安徽省住房和城乡建设厅会同有关部门审查定稿。
本规程共分7章6个附录,其主要技术内容有:总则、术语和符号、管桩岩土勘察、管桩制作、规格和质量要求、管桩基础设计、管桩基础施工、管桩基础的检验与验收等。
本规程由安徽省住房和城乡建设厅负责管理,委托安徽省建筑科学研究设计院负责对条文和具体技术内容的解释。请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见反馈给安徽省建筑科学研究设计院(合肥市环城南路28号,邮政编码:230001,E-mail:AHJKDJ@126.com),以供以后修订时参考。
本规程主编单位、参编单位和主要起草人: 主编单位:安徽省建筑科学研究设计院
合肥工业大学建筑设计研究院
参编单位:安徽建华管桩有限公司
安徽省地质实验研究所
安徽省建筑工程质量第二监督检测站 安徽省合肥市建筑质量安全监督站 安徽省铜陵市建设工程质量监督站 合肥工大建设监理有限责任公司 安徽省建科建设监理有限公司 安徽建科地基基础有限公司 安徽宏源管桩有限公司
安徽省芜湖市建设工程质量监督站 国家电网安徽省电力设计院
合肥工业大学岩土工程勘察设计研究院 中国地质集团安徽分公司
合肥市建筑工程施工图审查中心 安徽省合肥恒华管桩有限公司
主要起草人:郭 杨 杨成斌 朱 华 刘 超 曾新云 项炳泉 王学松 吴春萍
傅国平 王祁青 廖振中 李国方 陈万立 王章虎 何仕英 李 伟 孔令奎 倪世元 陈贵博 崔 伟 翟光南 方月舵 俞妙法 熊 凯 汪岩松 史国宠
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目 次
1 总 则.........................................................................................................................................................3 2 术语和符号...............................................................................................................................................4
2.1 术语................................................................................................................................................4 2.2 主要符号........................................................................................................................................4 3 管桩岩土勘察...........................................................................................................................................7 4 管桩制作、规格和质量要求...................................................................................................................9
4.1 原材料............................................................................................................................................9 4.2 管桩分类......................................................................................................................................10 4.3 管桩构造要求..............................................................................................................................11 4.4 生产工艺......................................................................................................................................12 4.5 质量要求......................................................................................................................................13 5 管桩基础设计.........................................................................................................................................15
5.1 一般规定......................................................................................................................................15 5.2 桩基计算......................................................................................................................................17 5.3 构造要求......................................................................................................................................21 6 管桩基础施工.........................................................................................................................................23
6.1 一般要求......................................................................................................................................23 6.2 管桩的起吊、运输和堆放..........................................................................................................24 6.3 管桩的连接..................................................................................................................................25 6.4 静压法沉桩施工工艺..................................................................................................................26 6.5 锤击法沉桩施工工艺..................................................................................................................27 7 管桩基础的检验和验收.........................................................................................................................29
7.1 一般规定......................................................................................................................................29 7.2 施工前检验..................................................................................................................................29 7.3 沉桩的施工过程检验..................................................................................................................30 7.4 施工后检验..................................................................................................................................31 7.5 工程质量验收..............................................................................................................................34 附录A 管桩的规格尺寸技术参数表.......................................................................................................35 附录B 静压桩机参数表...........................................................................................................................38 附录C 柴油锤重选择参考表...................................................................................................................39 附录D 管桩桩尖规格及构造图...............................................................................................................40 附录E 静压沉桩施工记录表....................................................................................................................43 附录F 锤击沉桩施工记录表....................................................................................................................44 本规程用词说明...........................................................................................................................................45 条文说明.......................................................................................................................................................46
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1 总 则
l.0.1 为了在先张法预应力混凝土管桩(以下简称管桩)基础设计与施工中做到安全适用、确保质量、技术先进、经济合理、保护环境,特制定本规程。
1.0.2 本规程适用于我省新建、改建和扩建的工业与民用建筑工程(包括构筑物)低承台管桩基础的设计、施工和质量验收。其他行业工程可参照执行。
1.0.3 本规程采用的管桩适用于我省抗震设防烈度7度及7度以下地区;其中薄壁管桩仅适用于抗震设防烈度6度及非抗震地区。 1.0.4 下列地质条件下不宜选用管桩:
1 土层中夹有难以消除的孤石、障碍物;
2 含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层; 3 基岩面上没有合适持力层的岩溶地层;
4 非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层,其下直接为中风化岩层或微风化岩层;或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层;
5 桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层;
6 对管桩的混凝土、钢筋及钢构件有强腐蚀作用的岩土层(含地下水)。
1.0.5 管桩基础的设计、施工和质量验收除执行本规程外,尚应符合现行国家、行业标准规范的规定。凡未注明日期的标准规范,其最新版本适用于本规程。
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2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 PHC管桩pretensioned pre-stressed spun high-strength concrete pipe pile
是指采用离心成型的先张法预应力高强度混凝土环形截面桩。
2.1.2 PHCA管桩pretensioned pre-stressed spun high-strength concrete pipe pile of Anhui
是指只在安徽省部分区域使用的采用离心成型的先张法预应力高强度混凝土环形截面桩。 2.1.3 PC管桩pretensioned pre-stressed spun concrete pipe pile
是指采用离心成型的先张法预应力混凝土环形截面桩。
2.1.4 PTC管桩pretensioned pre-stressed spun thin wall concrete pipe pile
是指采用离心成型的先张法预应力混凝土环形薄壁截面桩。 2.1.5 管桩基础concrete pipe pile foundation
由沉入土(岩)层中的管桩和连接于桩顶的承台共同组成的建(构)筑物基础。 2.1.6 填芯混凝土cavity-filling concrete
灌填在管桩内腔的混凝土。 2.1.7 送桩 pile following
沉桩过程中,借助送桩器将桩顶沉至地面以下的工序。 2.1.8 收锤标准condition for stop hammering
桩达到设计承载力时的锤击控制标准。 2.1.9 终压标准condition for stop pressing
桩达到设计承载力时的终压控制标准。
2.2 主要符号
2.2.1 抗力和材料性能
ft——管桩混凝土轴心抗拉强度设计值;
fcu,k——边长为150mm的桩身混凝土立方体抗压强度标准值;
fc——桩身混凝土轴心抗压强度设计值;
ftw——焊缝抗拉强度设计值;
fy——填芯混凝土用钢筋的抗拉强度设计值; fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值;
Qc——相应于荷载效应基本组合时单桩竖向承载力设计值;
Qct——相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值; 4
Qp——桩身竖向极限承载力;
qpa——桩端端阻力特征值;
qsia——桩周第i层土(岩)的侧阻力特征值;
Ra——单桩竖向承载力特征值; Rta——单桩抗拔承载力特征值;
RHa——单桩水平承载力特征值;
Rm——桩身的抗弯承载力特征值;
σpc——桩身截面混凝土有效预压应力;
Ec ——管桩桩身混凝土的弹性模量。 2.2.2 作用和作用效应
Fk——相应于荷载效应标准组合时,作用于桩基承台顶面的竖向力; Gk——桩基承台和承台上土自重标准值;
Gpk——桩身自重标准值,地下水位以下应扣除浮力;
Hk——相应于荷载效应标准组合时,作用于承台底面的水平力; Hik——相应于荷载效应标准组合时,作用于任一单桩的水平力;
M——相应于荷载效应基本组合时,作用于单桩的弯矩设计值;
Mxk——相应于荷载效应标准组合作用于承台底面时,通过桩群形心的x轴的力矩; Myk——相应于荷载效应标准组合作用于承台底面时,通过桩群形心的y轴的力矩; Q——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值; Qt——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向抗拔力设计值;
Qk——相应于荷载效应标准组合轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力; Qik——相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力;
Qikmax——相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下单桩最大竖向力。 2.2.3 几何参数
A ——管桩桩身横截面面积;
As——管桩内孔连接钢筋总公称截面面积;
;当采用开口型桩尖时,按封口型桩尖计算水平Ap——桩底端横截面面积(桩尖水平投影面积)投影面积;
D ——管桩外径; d ——管桩内径; t ——管桩壁厚;
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li ——桩穿越第i层土(岩)的厚度; La——桩顶填芯混凝土深度 Up——桩身外周边长度; Upn——管桩内孔圆周长;
xi、yi——桩i至桩群形心的y、x轴线的距离; 2.2.4 其它
n——桩基中的桩数;
N——修正后的标准贯入击数; N′——实测标准贯入击数;
γ0——结构重要性系数; λi——抗拔系数;
m——土的水平抗力系数的比例系数;
α——管桩的水平变形系数。
α'——触探杆长度校正系数
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3 管桩岩土勘察
3.0.1 勘察重点应评价场地和建筑物对管桩的适宜性并作出适宜性建议。场地适宜性方面应重点评价:管桩的稳定性、场地均匀性、承载力特性(即岩土参数)、沉桩方式选择、沉桩可能性以及管桩对场地环境条件的限制性要求。建筑物适宜性方面应重点评价:管桩与上部结构的整体受力特性、刚度适配性、抗震稳定性等。
3.0.2 管桩基础的岩土工程勘察,除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定外,尚应符合下列规定:
1 勘探点间距宜取12~24m,且单项工程或大型项目的单位工程的勘探点数量不宜少于5个,其中控制性勘探点的数量不应少于勘探点数的1/3且不得少于2个。地质条件复杂时,应适当加密勘探点;地质条件简单时,可适当减少勘察工作量;
2 一般性勘探孔深度应深入预估桩端持力层以下3~5m,基岩按3~5倍桩外径控制;控制性勘探孔深度应满足下卧层验算和地基变形计算深度的要求;
3 拟选用管桩作建筑物的基础时,岩土工程勘察应适当增加动力触探(包括标准贯入)或静力触探等原位测试工作。
3.0.3 当建筑物平面布置已经确定,且场地附近已有岩土工程参考资料时,可根据实际情况,直接进行详细勘察。
3.0.4 标准贯入试验除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定外,尚应符合下列规定:
1 控制性勘探孔深度范围内的每一土层和全风化、强风化岩层,均应进行标准贯入试验,其中遇中密—密实砂层、硬塑—坚硬粘性土层、残积土层及全风化岩层时,每2m测试一次;拟作桩端持力层的土(岩)层1m测试一次;
2 一般性勘探孔宜在拟作桩端持力层中每2m测试一次;
3 在拟作桩端持力层的土(岩)层中作标准贯入试验时,当锤击数已达100击而贯入深度不足30cm时,可终止试验,并应记录100击时的实际贯入度,但钻孔深度仍应符合本规程3.0.2条的有关规定。
3.0.5 当选用标准贯入试验来分析岩土特性及确定承载力时,均应根据杆长不同按下式对N值进行修正:
N=α′ N′ (3.0.5)
式中:N——修正后的标准贯入击数; N′——实测标准贯入击数;
α′——触探杆长度校正系数,可按表3.0.5采用。
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表3.0.5 触探杆长度修正系数
杆长(m) 校正系数α ≤3 1.00 6 0.92 9 0.86 12 0.81 15 0.77 18 0.73 21 0.70 24 0.67
3.0.6 应对工程场地中的地下水和土对管桩的腐蚀性进行评价。 3.0.7 拟采用管桩基础的场地,岩土工程勘察应着重评价下列内容:
1 场地的交通运输条件;
2 对建筑场地的不良地质现象,如孤石、坚硬夹层、岩溶、土洞、构造断裂的分布及成因、岩面坡度对桩端稳定性的影响等,应有明确的判断结论;
3 抗震设防区按地震烈度提供的可液化地层分布和判定资料; 4 标准贯入试验或其他原位试验成果; 5 提出选择桩端持力层、沉桩可行性的建议; 6 提供管桩基础的侧摩阻力特征值和端阻力特征值; 7 评价沉桩对周边环境的影响; 8 挤土效应评价;
9 管桩生命周期内对周边环境的要求; 10 施工注意事项。
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4 管桩制作、规格和质量要求
4.1 原材料
4.1.1 水泥
宜采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,其质量应符合GB175的规定。 4.1.2 骨料
1 细骨料
1)宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂,细度模数为2.3~3.4; 2)天然砂的含泥量应小于1%,人工砂的石粉含量应小于3%;
3)天然砂的坚固性以质量损失值计应小于8%,人工砂以压碎指标计应小于20%; 4)砂中不应混有草根、树枝、塑料等杂物,有害物质最高含量应符合表4.1.2的规定;
表4.1.2 砂中有害物质最高含量
云母(%)
1.0
轻物质(%)
1.0
有机物(比色法)
合格
氯化物
(以Cl离子计 %)
0.01
5)砂的质量指标应符合《建筑用砂》GB/T 14684的有关规定。 2 粗骨料
1)宜采用碎石或者破碎的卵石;
2)碎石的压碎值指标应小于10%,风化石等软弱颗粒含量应小于3%,针片状颗粒含量应小
于10%,含泥量应小于0.5%;
3)碎石的最大粒径不应大于25mm,且不应超过钢筋净距的3/4; 4)碎石的质量指标应符合《建筑用碎石、卵石》GB/T 14685的有关规定。 3 对骨料的其他要求
1)对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的管桩,其所使用的骨料应符合相关标准的规定; 2)骨料不应产生碱集料反应,其膨胀率应小于1%; 3)硫化物及硫酸盐含量不大于0.3%。 4.1.3 钢材应符合下列规定:
1 预应力钢筋
管桩用预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒,其质量应符合国家标准《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223·3的规定。力学性能符合表4.1.3-1的规定;基本尺寸符合表4.1.3-2的规定。
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表4.1.3-1 钢棒的力学性能
抗拉强度值(Mpa) ≥1420
规定非比例延伸强度(Mpa)
≥1280
弹性模量(N/mm2) 2.0×105
1000h最大松弛值(%)
2.0
最大力总伸长率(%) 延性35 3.5
延性25 2.5
断后伸长率 (%) 延性35 7
延性25 5
表4.1.3-2 钢棒的基本尺寸
公称直径 (mm) 7.1 9.0 10.7 12.6
基本直径及允许偏差
(mm) 7.25±0.15 9.15±0.20 11.10±0.20 13.10±0.20
公称截面面积 (mm2) 40.0 64.0 90.0 125.0
最小截面面积 (mm2) 39.0 62.4 87.5 121.5
理论重量 (kg/m) 0.314 0.502 0.707 0.981
允许最小重量 (kg/m) 0.306 0.490 0.687 0.954
2 管桩一般可不设端部锚固钢筋,当需要设置端部锚固钢筋时,锚固钢筋宜采用低碳钢热轧圆盘条或钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,其质量应分别符合GB/T701、GB1499.2的规定。
3 端板
材质应采用Q235B,其质量应符合《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T 947及《碳素结构钢》GB/T700的有关规定。端板最小厚度符合表4.1.3-3的规定。
表4.1.3-3 端板最小厚度
钢棒直径(mm) 端板最小厚度(mm)
7.1 16
9.0 18
10.7 20
12.6 24
4.1.4 混凝土拌合用水
应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。 4.1.5 外加剂
应经过试验验证,适应蒸压养护,质量应符合《混凝土外加剂》GB8076的规定,严禁使用氯盐类外加剂。 4.1.6 掺合料
1 改善管桩工作性能的掺合料,应严格按有关规范执行。如:《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》JC/T950中表1的有关规定、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046中S95级、《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB/T1596Ⅱ级F类的规定,《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736中表1的有关规定。
2 当采用其他品种掺合料时,应通过试验试配,确认符合要求后方可使用。
4.2 管桩分类
4.2.1 管桩按外径分为300mm、400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、
10
1400mm等规格。
管桩按有效预应力值大小分为A型、AB型、B型和C型,其对应混凝土有效预压应力值分别为4MPa、6MPa、8MPa和10MPa,其计算值应在各自规定值的5%范围内,抗弯性能应符合本规程附录A的规定。
4.2.2 管桩的结构型式应符合图4.2.2的规定。 l1ll2l1t端板螺旋筋t预应力钢筋桩套箍Dt—壁厚 l—桩长 D—外径 桩端加密区长度—l1 非加密区长度—l2 图4.2.2 管桩的结构型式
4.2.3 管桩的基本尺寸应符合附录A的规定。
4.2.4 每节管桩均应明确标记其品种、规格、型号及长度,标记示例为:品种PHC、外径500mm、壁厚100mm、长度12m的A型预应力高强混凝土管桩的标记为:
PHC 500 A 100 – 12 GB13476
4.3 管桩构造要求
4.3.1 钢筋骨架
1 预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置,最小配筋率不应低于0.4%,且不得少于六根。不同品种、规格、型号的管桩结构配筋应符合附录A的规定;
2 螺旋筋的直径不应小于表4.3.1的规定;
表4.3.1螺旋筋的直径
管桩外径D (mm) 300~400 500~600 700 800
管桩型号 A、AB、B、C A、AB、B、C A、AB、B、C A、AB、B、C
螺旋筋直径 (mm)
4 5 6 6
管桩外径D (mm) 1000~1200 1300~1400
管桩型号 A、AB、B
C A、AB B、C
螺旋筋直径 (mm)
6 8 7 8
3 螺旋筋的螺距要求
PHC桩两端2000mm范围内螺旋筋的螺距为45mm;其余部分螺旋筋的螺距为80mm; PHCA桩、PTC桩两端1500mm范围内螺旋筋的螺距为50mm;其余部分螺旋筋的螺距为100mm;
管桩螺距允许偏差均为±5mm。
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4 工程需要时,可增加端部锚固钢筋。
4.3.2 管桩预应力筋混凝土保护层厚度应符合下列要求:
1 PHC桩中,除Φ300桩保护层厚度不应小于25mm,其余规格保护层厚度不应小于40mm;PHCA桩保护层厚度不应小于25mm;PTC桩保护层厚度不应小于20mm;
2 用于特殊环境下的管桩,保护层厚度应符合相关标准或规程的要求。 4.3.3 端板焊接接头的构造应符合下列规定:
1 管桩接头端板的宽度不应小于管桩的壁厚;
2 接头的端面必须与桩身的轴线垂直,接头端面对桩身轴线的倾斜误差应小于0.5%D; 3 接头的焊接坡口尺寸应按焊接规范执行。
4.4 生产工艺
4.4.1 预应力钢筋的加工
1 钢筋应清除油污,不应有局部弯曲,端面应平整,同一节管桩中预应力钢筋长度的相对差值,当钢筋长度小于等于15m时不得大于1.5mm,长度大于15m时不得大于2mm;
2 钢筋与螺旋筋的焊接点的强度损失不得大于钢筋标准强度的5%;
3 钢筋镦头强度不得低于该材料标准强度的90%。钢筋镦头制作应符合《预应力混凝土用钢棒镦头机》JC/T 966有关规定。
4.4.2 混凝土质量控制应符合《混凝土质量控制标准》GB50164及《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。PC与PTC管桩用混凝土强度等级不应低于C60,PHC与PHCA管桩用混凝土强度等级不应低于C80。
4.4.3 管桩钢模应符合《先张法预应力混凝土管桩钢模》JC/T 605有关规定。管桩脱模剂应符合《混凝土制品用脱模剂》JC/T 949有关规定。
4.4.4 混凝土配料应称量,并应采用强制式搅拌机进行搅拌。各种材料称量的允许误差为:水泥、掺合料、水、外加剂±2%,粗、细骨料±3%。
4.4.5 采用先张法预应力工艺,宜采用张拉力和伸长值双控来确保预应力值。
4.4.6 混凝土布料应均匀,离心工艺成型应按低速、过渡速、高速三个阶段进行,混凝土应密实,壁厚应均匀。离心的成型过程应根据管桩的品种、规格等经试验确定。
4.4.7 管桩养护应采用两次养护工艺,即常压养护和压蒸养护。常压养护应分静停、升温、恒温、降温四个阶段进行,升温、降温应均匀;压蒸养护应分升压、恒压、降压、降温四个阶段进行,升压、降压、降温应均匀。应根据管桩品种、规格、原材料、气候条件等经试验确定养护工艺。 4.4.8 预应力钢筋的放张,应在与管桩同等条件养护的混凝土试块的抗压强度标准值大于45MPa时,才可以放张。 12
4.4.9 当桩尖采用钢板制作时,钢板材质应符合《碳素结构钢》GB/T700的有关规定,材料的机械性能不应低于Q235钢要求,桩尖制作和焊接应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定。
4.5 质量要求
4.5.1 检验分出厂检验和型式检验。出厂检验与型式检验的条件、项目、抽样与判定规则等应符合《先张法预应力混凝土管桩》GB13476及《先张法预应力混凝土薄壁管桩》JC888的有关规定。 4.5.2 出厂检验的批量和抽样应符合下列要求:
外观质量与尺寸偏差:以同品种、同规格、同型号的管桩连续生产300,000m为一批,但在3个月内生产总数不足300,000m时仍作为一批,随机抽取10根进行检验。
抗裂性能:在外观质量和尺寸偏差检验合格的产品中随机抽取2根进行抗裂性能的检验。 4.5.3 出厂检验时,混凝土强度检验评定应符合下列规定:
1 检验评定混凝土强度的龄期,当采用压蒸养护工艺时,混凝土强度等级的龄期为出釜后ld;采用其他养护工艺时,混凝土强度等级的龄期为28d。
2 检验混凝土质量的试件的留置,应符合下列要求:
1)当混凝土配合比调整或原材料发生变更时,应制作3组试件;
2)每拌制100盘或一个工作班拌制的同配合比混凝土不足100盘时,应制作3组试件。其中一组试件检验预应力钢筋放张时混凝土抗压强度,一组试件检验28d的混凝土抗压强度(采用压蒸养护工艺时,检验出釜后ld的混凝土抗压强度),另一组备用或检验管桩出厂时的混凝土抗压强度。
3 混凝土强度检验评定应按《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107执行。 4.5.4 外观质量应符合表4.5.4的规定。
表4.5.4 管桩的外观质量
合 格 品 质 量 要 求
局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%;每处粘皮和麻面的深度不大于
粘皮和麻面
5mm,且应修补
漏浆深度不大于5mm,每处漏浆长度不大于300mm,累计长度不大于管桩长度的10%,
桩身合缝漏浆
或对称漏浆的搭接长度不大于100mm,且应修补
局部磕损 磕损深度不大于5mm,每处面积不大于50cm2,且应修补 内外表面露筋 不允许 表面裂缝 不得出现环向和纵向裂缝,但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限 桩端面平整度 管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面 断筋,脱头 不允许 桩套箍凹陷 凹陷深度不大于5mm,面积不大于500mm2 内表面混凝土塌落 不允许 接头和桩套箍 漏浆 漏浆深度不大于5mm,漏浆长度不大于周长的1/6,且应修补 与桩身结合面 空洞和蜂窝 不允许
项 目
4.5.5 尺寸允许偏差应符合表4.5.5的规定。
13
表4.5.5 管桩的尺寸允许偏差
项 目 l 端部倾斜
合格品允许偏差
±0.5%l ≤0.5%D +5 -2 +7 -4 +20 0 +5 0
≤l/1000 ≤l/2000 0.5 0 -1 0 -2 正偏差不限 0
l≤15m 15m t 300mm~700mm 800mm~1400mm 保护层厚度(mm) 桩身弯曲度 桩端板(mm) 注:表内尺寸以设计图纸为基准。 4.5.6 型式检验判定规则应符合下列规定: 外观质量与尺寸偏差:所抽10根管桩中,不符合本规程表4.5.4与表4.5.5规定的管桩不应超过两根; 抗弯性能:若所抽两根全部符合本规程附录A的规定时,则判抗弯性能合格;若有一根不符合时,应从同批产品中抽取加倍数量进行复验,复验结果若仍有一根不合格,则判抗弯性能不合格; 在混凝土抗压强度、抗弯性能合格的基础上,外观质量和尺寸偏差全部合格,则判该批次产品为合格,否则为不合格。 14 5 管桩基础设计 5.1 一般规定 5.1.1 管桩的选择应考虑下列条件: 1 本规程规定的岩土工程条件; 2 建筑场地与环境条件,包括地上及地下杆管线、地下工程的分布,可能受打桩影响的临近建(构)筑间距和基础形式,施工机械进退场及施工作业运行条件,防振、防噪声要求; 3 拟建建筑物上部结构体系、荷载大小与分布以及对基础沉降及水平位移的要求; 4 抗震设防等有关资料; 5 管桩规格和型号、单节桩长、接头形式及供应条件; 6 沉桩设备性能及其对场地条件的适应性。 5.1.2 管桩基础设计等级 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特性以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度,将管桩基础设计分为3个设计等级,设计时应根据具体情况,按表5.1.2选用。 表5.1.2 管桩基础设计等级 设计等级 1 重要的工业与民用建筑物; 2 30层以上的高层建筑或高度超过100米; 3 体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物; 甲级 4 大面积的多层地下建筑(如地下车库、商场、运动场等); 5 对桩基变形有特殊要求的建筑物; 6 对既有工程影响较大的建筑物; 7 场地和地基条件复杂的一般建筑物; 8 大跨度(≥60m)建筑 乙级 丙级 除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物 1 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下工业与民用建筑物; 2 次要的轻型建筑物 建筑与地基类型 5.1.3 管桩基础设计时,所采用的荷载效应组合及相应的抗力与变形限值应符合下列规定: 1 由单桩承载力确定桩数时,传至承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应采用单桩承载力特征值; 2 当计算桩基沉降时,传至承台底面上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用,相应的限值应为建筑物变形允许值; 3 在计算管桩基础承台内力、确定承台高度、配筋和验算桩身强度时,上部结构传来的荷载效应和相应的基底反力,应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。相 15 应的抗力应采用承载力设计值。 5.1.4 在进行基础结构构件的截面承载力计算或验算时,宜按下列规定确定相应的荷载效应基本组合设计值S,取其不利者: 1 永久荷载与竖向可变荷载组合: 计算时已考虑组合值系数(即活荷载折减),取 S=1.35Sk 计算时未考虑组合值系数(即不考虑活荷载折减),取 S=1.30Sk 2 永久荷载与可变荷载(包括竖向荷载、风、地震作用等)组合: S=1.25Sk 同时应满足 S≤R 式中:R——基础结构构件抗力的设计值(kN); Sk——荷载效应的标准组合(kN); 5.1.5 管桩基础设计时应根据承载力和变形控制的要求进行下列计算或验算; 1 根据桩基的使用功能和受力特性进行桩基的竖向(抗压或抗拔)承载力计算和水平承载力计算; 2 桩身承载力验算; 3 计算承台内力并验算其承载力; 4 桩基沉降计算; 5 当桩端持力层下存在软弱下卧层时,桩端以下的持力层厚度一般不宜小于5倍桩径,并按实体深基础法验算软弱下卧层的承载力和变形; 6 对管桩基础设计等级为甲级且水平荷载较大或水平位移要求严格时,应作桩基水平变位验算; 7 当使用条件要求限制混凝土裂缝时,应作裂缝控制验算。 5.1.6 管桩的选用 1 设计等级为甲级的管桩基础工程,宜选用AB型、B型、C型管桩,不应选用Φ300管桩、PC桩、PTC桩; 2 工程地质条件较复杂的管桩基础工程,宜选用AB型、B型、C型管桩,不应选用Φ300管桩、PC桩、PTC桩; 3 抗拔桩宜选用AB型或B型、C型,不应选用Φ300管桩、PC桩、PTC桩; 4 甲、乙级工程,随着单项工程形体和荷载的增加,宜选用较大尺寸的桩,以形成上下部刚度 16 的匹配。 5.1.7 管桩的平面布置 1 相邻桩的中心距不应小于表5.1.7的规定值; 表5.1.7 管桩的最小中心距 桩 基 情 况 独立承台内桩数超过30根;大面积群桩 独立承台内桩数超过9根,但不超过30根; 条形承台内排数超过2排 其他情况 注:(1)相邻桩的中心距指相邻的两根桩横截面中心点之间的距离; (2)D为管桩外径; (3)当采用减少挤土效应的措施时,相邻桩的中心距可适当减少,但不得少于3.0D; 桩的最小中心距 4.0D 3.5D 3.0D 2 采用多桩或群桩时,应使桩承载力合力点与其上部结构竖向永久荷载作用点相重合; 3 同一结构单元应避免采用不同类型的桩; 4 硬土层中应加大桩距,软土层中可适当减小桩距。 5.1.8 管桩长径比控制: 1 管桩用于摩擦型桩时,桩的长径比不宜大于100; 2 管桩用于端承型桩时,桩的长径比不宜大于40; 3 当桩穿越厚度较大的淤泥等软弱土层、可液化土层、回填土层,应考虑桩的稳定性及对承载力的影响。 5.1.9 管桩持力层的选择: 1 应选择良好土层作为桩端持力层; 2 桩端进入持力层的深度不应小于2D; 5.1.10 管桩基础承台设计应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007和《建筑桩基技术规范》JGJ94中有关承台计算及构造要求的规定。 5.1.11 基础混凝土结构的耐久性设计应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476中的有关规定。 5.2 桩基计算 5.2.1 对于一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物,桩径相同的群桩基础,单桩桩顶作用力应按下列公式计算: 1 轴心竖向力作用下 Qk= Fk+Gk (5.2.1-1) n17 偏心竖向力作用下 Qik= 2 水平力作用下 Fk+GkMxkyiMykxi (5.2.1-2) ±±22nΣyiΣxi Hk (5.2.1-3) nHik= 式中: Fk——相应于荷载效应标准组合时,作用于桩基承台顶面的竖向力; Gk——桩基承台和承台上土自重标准值; Qk——相应于荷载效应标准组合时的轴心竖向力作用下任一根桩所承受的竖向力; n——同一桩基承台中的桩数; Qik——相应于荷载效应标准组合时的偏心竖向力作用下第i根桩所承受的竖向力; Mxk——相应于荷载效应标准组合作用于承台底面时,通过桩群形心的x轴的力矩; Myk——相应于荷载效应标准组合作用于承台底面时,通过桩群形心的y轴的力矩; xi——桩i至桩群形心的y轴线的距离; yi——桩i至桩群形心的x轴线的距离; Hk——相应于荷载效应标准组合时,作用于桩基承台底面的水平力; Hik——相应于荷载效应标准组合时,作用于任一单桩的水平力。 5.2.2 管桩基础的抗震验算,应按《建筑抗震设计规范》GB50011的规定执行。 5.2.3 对于主要承受竖向荷载的抗震设防区桩基,当同时满足下列条件时,桩顶作用效应计算可不考虑地震作用。 1 按《建筑抗震设计规范》GB50011规定,可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物; 2 按《建筑抗震设计规范》GB50011规定,可不进行桩基抗震承载力验算的建筑物。 5.2.4 在不考虑地震作用效应时,单桩承载力应符合下列规定: 1 轴心竖向力作用下 Qk≤Ra (5.2.4-1) 2 偏心竖向力作用下,除满足式(5.2.4-1)外,尚应满足 Qik max≤1.2Ra (5.2.4-2) 3 水平荷载作用下 Hik≤RHa (5.2.4-3) 式中:Ra——单桩竖向抗压承载力特征值; 18 Qik max——相应于荷载效应标准值组合偏心竖向力作用下单桩最大竖向力; RHa——单桩水平承载力特征值。 5.2.5 在考虑地震作用效应时,单桩承载力计算应符合下列规定: 1 轴心竖向力作用下 Qk≤1.25Ra (5.2.5-1) 2 偏心竖向力作用下,除满足式(5.2.5-1)外,尚应满足 Qik max≤1.5Ra (5.2.5-2) 3 水平荷载作用下 Hik≤1.25RHa (5.2.5-3) 5.2.6 单桩竖向承载力特征值的确定应符合下列规定: 1 管桩基础设计等级为甲级、乙级的建筑物,应通过单桩竖向静载试验确定,单桩竖向静载荷试验应按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106相关规定执行; 2 管桩基础设计等级为丙级的建筑物,可根据原位测试法和经验参数确定。 5.2.7 单桩水平承载力特征值应符合下列规定: 1 应通过单桩水平静载荷试验确定,必要时可进行带承台桩的载荷试验,试验宜采用慢速维持荷载法; 2 单桩水平静载荷试验应按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106相关规定执行,并应满足在同一条件下的试桩数量,不应少于总桩数的1%,且不应少于3根; 5.2.8 单桩抗拔承载力特征值应符合下列规定: 1 管桩基础设计等级为甲级、乙级的建筑物,应通过单桩抗拔静载荷试验确定; 2 管桩基础设计等级为丙级的建筑物,可按下式估算: 1)单桩或群桩呈非整体破坏时: Rta=up∑λiqsiali+Gp (5.2.8-1) 式中:Rta——单桩竖向抗拔承载力特征值; up——管桩桩身周长; λi——抗拔系数,按表5.2.8选用; qsia——管桩侧表面第i层土(岩)的侧阻力特征值,按本地区实测值取值; li——管桩穿越第第i层土(岩)的厚度; Gp——管桩自重,地下水位以下应扣除水浮力。 2)群桩呈整体破坏时: Rta= 1 ul∑λiqsiali+G'p (5.2.8-2) n19 式中:ul——群桩外围周长; n——桩基中的桩数; G'p——群桩基础所包围体积的桩土总自重标准值除以桩数,地下水位以下应扣除水浮力。 表5.2.8 抗拔系数λi 土(岩)的类别 粘性土、粉土 砂土 强风化岩、花岗岩残积土 λi值 0.70~0.80 0.50~0.70 0.50~0.65 5.2.9 管桩桩身结构承载力可按下列公式计算: 1 管桩轴心受压时 Q≤0.7fcA (5.2.9-1) 式中:Q——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值; fc——管桩混凝土轴心抗压强度设计值,按《混凝土结构设计规范》GB50010取值; A——管桩桩身横截面面积。 2 管桩轴心受拉时 1)单根桩: Qt≤σpcA (5.2.9-2a) 式中:Qt——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向上拔力设计值; σpc——管桩混凝土有效预应力; 2)有接头桩: Qt≤0.8lwheftw (5.2.9-2b) 式中:lw——焊缝长度; he——焊缝厚度; ftw——焊缝抗拉强度设计值,取170N/mm2。 应取式(5.2.9-2a)、(5.2.9-2b)计算的较小值。 3 桩身受弯矩作用时 M≤Rm (5.2.9-3) 式中:M——相应于荷载效应基本组合时的单桩弯矩设计值; Rm——桩身的抗弯承载力特征值;当桩身不允许开裂时,可按桩身抗裂弯矩除以1.6确 定,当桩身允许裂缝出现时,可按桩身极限弯矩除以1.2 确定。 5.2.10 对以下建筑物的桩基基础应进行沉降验算: 20 1 2 基础; 3 地基基础设计等级为甲级的管桩基础; 结构体系复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱下卧层的地基基础设计等级为乙级的管桩 摩擦型管桩基础。 5.2.11 管桩基础沉降变形允许值按《建筑桩基技术规范》JGJ94中建筑桩基沉降变形允许值执行,并不得超过建筑物的沉降允许值。 5.2.12 管桩基础设计时,可结合本地区经验,采用桩、土、承台的共同工作原理进行设计计算。 5.2.13 当管桩桩周土体因自重固结或受开挖、受地面大面积堆载等因素影响时,应考虑由此引起的桩侧负摩擦力、不平衡推力对管桩抗压承载力、沉降和稳定性的影响,并应通过试验或计算确定。 5.3 构造要求 5.3.1 管桩顶填芯混凝土要求: 1 对承压桩,灌注深度不得小于3倍桩径,且不得小于2.0m; 对抗拔桩,灌注深度不应小于3.0m; 对桩顶承担较大水平力的桩,灌注深度不应小于3m,桩间应做150mm厚C15混凝土垫层; 2 管桩顶的填芯混凝土应灌注饱满,振捣密实,下封层不得漏浆; 3 混凝土强度等级比承台提高一级,并且不应低于C30,填芯混凝土应是无收缩混凝土或掺入微膨胀剂的混凝土。 5.3.2 管桩与承台连接要求: 1 管桩与承台连接时,桩顶嵌入承台深度应不小于50mm,且不应大于100mm; 2 对于承压桩,可利用桩的纵向钢筋或另加插筋锚入承台内。当采用桩的纵向钢筋直接与承台锚固时,锚固长度不应小于50倍钢筋直径,并且不小于500mm。当采用插筋时,插筋作为连接钢筋其数量应根据桩径选取,一般可取4Φ14~4Φ25,钢筋插入管桩内的长度同桩顶填芯混凝土长,锚入承台内长度不应小于35倍钢筋直径; 3 对于抗拔桩,应另补锚固钢筋,其数量应根据计算确定,钢筋插入管桩内的长度同桩顶填芯混凝土长,锚入承台内长度不应小于40倍钢筋直径; 4 截桩或不截桩桩顶与承台连接应按照图集《预应力混凝土管桩》03SG409设计。 5.3.3 抗拔桩的桩顶填芯混凝土深度和连接钢筋总公称截面面积应按下列公式计算: La≥ Qt (5.3.3-1) fn⋅Upn Qt (5.3.3-2) fy As≥ 式中:La——桩顶填芯混凝土深度,不应小于2.0m; 21 As——管桩内孔连接钢筋总公称截面面积; Qt——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向抗拔力设计值; fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值,宜由现场试验确定。当缺乏试验资料时, C30的掺微膨胀剂的填芯混凝土fn可取0.30~0.35N/mm2; Upn——管桩内孔圆周长; fy——钢筋的抗拉强度设计值。 5.3.4 管桩接长要求: 1 每根桩的接头数量不宜超过3个; 2 桩的接头处抗弯性能不应低于桩身的抗弯能力,接头强度不应低于桩身强度; 3 管桩连接应满足本规程第6.3节规定。 5.3.5 5.3.6 抗拔桩宜选用AB型以上型号的管桩,并不宜接桩。 桩尖的选用: 应根据工程地质条件确定,桩尖分为开口型钢桩尖和十字型钢桩尖等,常用桩尖规格及构造见附录D,其选用由设计人员确定。 5.3.7 在地下水、地基土对混凝土、钢筋和钢构件有腐蚀作用时,应采取防腐措施。 22 6 管桩基础施工 6.1 一般要求 6.1.1 管桩基础施工前,应具备下列文件和资料: l 拟建场地的工程地质、水文地质资料; 2 拟建场地周边环境的有关资料(主要指周边建构筑物、道路、地下各类管线和构筑物等); 3 经审查批准的施工图设计文件; 4 现场或其他可供参考的试桩资料或附近类似桩基工程的经验资料; 5 管桩的产品合格证及说明书; 6 沉桩机械的产品合格证书、产品说明书、桩机相关技术参数等。 6.1.2 管桩基础施工前应做好下列准备工作: 1 组织有关单位会审图纸,形成图纸会审记录; 2 场地完成三通一平、排水畅通,并满足沉桩所需的地面承载力; 3 处理场内影响管桩施工的高空及地下障碍物; 4 编制施工组织设计或管桩施工专项方案; 5 设置高程控制点和轴线定位点; 6 选定进场的沉桩设备,其性能满足设计的技术要求; 7 对桩基施工作业人员进行技术及安全交底; 8 管桩及所需材料按计划分批进场且验收合格。 6.1.3 在对工程环境条件分析后确定桩基施工可能影响附近建(构)筑物、道路、地下管线正常使用和安全时,应采取有效的减少振动和挤土影响的措施,必要时应对建(构)筑物进行加固,对道路和地下管线采取保护措施,并设置观测点进行专业监测。 当在紧靠相邻工程的基坑边坡或围护结构的场地沉桩时,应考虑沉桩对其影响,必要时应采取相应的措施。 6.1.4 管桩沉桩机械有锤击机械和静压机械两种。应根据设计要求、岩土特性、施工场地周边环境,选择合适的沉桩机械。 1 锤击机械一般包括桩锤和桩架,桩锤应与桩架配套使用。 1)桩锤应采用柴油锤、液压锤,不得采用自由落锤; 2)桩锤大小的选择应与桩径和沉桩难易程度相结合,配套使用,大桩应用重锤; 3)桩架必须具有足够的承载力、刚度和稳定性。 2 静压机械常用液压式静力压桩机。按施压方式不同,静力压桩机分为顶压式和抱压式两种。 23 压桩机的每件配重必须核实,并将其质量标记在该件配件外露表面。静力压桩机的最大压桩力,应小于桩机的自重及配重之和的0.9倍。 6.1.5 工程桩采用管桩的基坑开挖施工应符合下列规定: 1 严禁边打桩边开挖基坑; 2 自然放坡的基坑宜在打桩结束后开挖,有围护结构的基坑应在桩基完成后施工围护结构; 3 饱和粘性土、粉土地区的基坑开挖宜在打桩全部完成15天后进行; 4 挖土宜分层均匀进行,且坑内土体高差不宜大于1.0m; 5 应注意挖土机械和运土车辆在基坑中对桩的挤推或碰撞破坏而影响桩的质量,在距桩顶以上20~30cm的土体应采用人工开挖; 6 开挖基坑应制定合理的施工方案,确定土方开挖顺序,注意保持基坑围护结构和边坡的稳定,并做好监测工作,实施动态管理。 6.1.6 管桩的混凝土强度必须达到设计混凝土强度等级并满足规定的龄期后方可使用。 6.1.7 除设计阶段已进行静载试桩以外,在正式施工前均应试沉桩。试沉桩数量不宜少于工程桩总数的1%且不得少于5根。 6.2 管桩的起吊、运输和堆放 6.2.1 管桩的现场堆放应符合下列规定: 1 管桩堆放场地应坚实平整,并有排水措施; 2 管桩应按不同规格、长度及施工流程分类堆放,严禁混堆; 3 场地许可时宜单层堆放,需叠层堆放时,最下层宜按图6.2.1所示的两支点位置放在垫木上,垫木支承点应在同一水平面上,底层最外缘管桩的垫木处用木楔塞紧。若堆放地基经特殊处理也可采用着地平放; 0.21l0.58ll0.21l 图6.2.1 两支点法位置(注:l为桩节长度) 4 管桩需叠层堆放时,外径为500mm~600mm的管桩不宜超过2层,外径为300mm~400mm的管桩不宜超过3层。 6.2.2 管桩吊运应符合下列规定: 1 管桩出厂前应作出厂检查,其规格、批号、制作日期应符合所供工程的验收批号内容; 2 管桩在吊运过程中应轻起轻放,严禁抛掷、碰撞、滚落,受碰撞的桩应经检验合格后才能使 24 用; 3 管桩吊装宜采用两支点法或两头钩吊法,两支点法的两吊点位置距离桩端宜为0.21l,吊索与桩段水平夹角不得小于45°。 4 在运输过程中的支承应符合本规程6.2.1规定,且应绑扎牢固。 6.2.3 取桩应符合下列规定: 1 取桩时应保证桩的完整性; 2 拖拉取桩时应时刻注意保持打桩机的稳定性。 6.3 管桩的连接 6.3.1 管桩的连接可采用端板焊接法,接头强度不应低于桩身强度,焊条的选用应符合设计和现行国家标准的要求,Q235钢部件的手工电弧焊焊条采用E4303,其质量应符合现行《碳钢焊条》GB/T5117的规定;二氧化碳气体保护焊焊丝采用ER50-6,其质量应符合现行《气体保护电弧焊用碳钢、低碳钢焊丝》GB/T8110的规定,二氧化碳气体应符合现行《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。 6.3.2 采用端板焊接接桩除应符合现行《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定外,尚应符合下列规定: 1 接桩时下节桩的桩头,宜高出地面1.0~1.3m; 2 下节桩的桩头处宜设导向箍,以便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直,中心线偏差不宜大于2mm。接桩就位纠偏时,不得用大锤横向敲打; 3 管桩焊接前应先确认接头部位是否符合要求,上下节桩端板表面应用钢丝刷清刷干净,坡口处应清除油污和铁锈,并刷至露出金属光泽; 4 接桩焊接宜采用二氧化碳保护焊,由两个焊工沿桩周对称进行。待上下节桩固定后拆除导向箍再分层施焊。焊接时宜先在坡口周边对称点焊4~6点,焊接层数宜为二层(当坡口宽度为12mm时)或三层(当坡口宽度为17mm时),内层焊完后必须把焊渣清理干净,方可施焊外层;焊缝应连续、饱满,不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷; 5 雨天焊接时,应采取可靠的防雨措施,二氧化碳保护焊尚应采取防风措施; 6 二氧化碳保护焊冷却时间不宜少于8min,严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。 6.3.3 管桩需截桩时,应采取有效措施确保截桩后管桩的质量。截桩应采用锯桩器,严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。 6.3.4 灌注桩顶填芯混凝土时应符合下列要求: 1 浇灌填芯混凝土前,应将管桩内壁浮浆清除干净,并采用内壁涂刷水泥净浆、混凝土界面剂等措施; 25 2 填芯混凝土的托板宜采用4~5mm厚的薄钢板,并通过端板用钢筋与托板焊接定位,托板与管桩接触周边缝隙应采取可靠措施防止漏浆; 3 填芯混凝土的长度及强度等级应符合设计要求。 6.4 静压法沉桩施工工艺 6.4.1 压桩机的型号和配重可根据设计要求和岩土工程勘察报告或根据试桩资料等因素选择。在没有规定要求的情况下,可根据附录B选择压桩机类型。 6.4.2 沉桩场地应满足压桩机接地压力的要求,当不能满足时,应采取有效措施保证压桩机的稳定。 6.4.3 沉桩顺序应符合下列原则: 1 空旷场地沉桩应由中心向四周进行; 2 某一侧有需要保护的建(构)筑物或地下管线时,应由该侧向远离该侧的方向进行; 3 根据桩型、桩长和桩顶设计标高,宜先深后浅,先长后短,先大后小; 4 根据建筑物的设计主次,宜先主后次; 5 沉桩机运行线路应经济合理,方便施工。 6.4.4 管桩沉桩时应符合下列要求: 1 首节桩插入时,垂直度偏差不得大于0.5%; 2 压桩时压桩机应保持水平; 3 沉桩宜连续一次性将桩沉到设计标高,尽量缩短中间停顿时间,应避免在接近持力层时接桩。 6.4.5 沉桩过程应有完整的记录,记录表格式见附录E。 6.4.6 压完一根桩后,若有露出地面的桩段,应先截桩后移机,严禁用压桩机将桩强行扳断。 6.4.7 沉桩过程中出现压桩力异常、桩身漂移、倾斜或桩身及桩顶破损,应查明原因,进行必要的处理后,方可继续施工。 6.4.8 终压标准应根据工程地质条件、设计承载力、设计标高、桩型等综合考虑,应通过试桩确定终压力及单桩承载力特征值,终压力不得小于2倍特征值。 6.4.9 桩身允许抱压力应满足下列要求: PC桩 Pmax≤0.5(fcu,k−σpc)A (6.4.10-1) PHC桩 Pmax≤0.45(fcu,k−σpc)A (6.4.10-2) 式中:Pmax——桩身允许抱压压力; fcu,k——边长为150mm的桩身混凝土立方体抗压强度标准值; σpc——桩身截面混凝土有效预压应力; A——管桩桩身横截面面积。 6.4.10 顶压式桩机的最大施压力或抱压式桩机送桩时的施压力应满足下列要求: 26 ' ≤0.55(fcu,k−σpc)A (6.4.10-1) PC桩 Pmax ' PHC桩 Pmax≤0.5(fcu,k−σpc)A (6.4.10-2) ' 式中:Pmax——顶压式桩机的最大施压力或抱压式桩机送桩时的施压力; 6.4.13 终压后的管桩应采取有效措施封住管口;送桩遗留的孔洞,应立即回填或覆盖。 6.5 锤击法沉桩施工工艺 6.5.1 桩机的选择应满足打桩施工的设计技术要求,并具有足够的强度、刚度和稳定性。 6.5.2 锤重的选择可根据设计要求和岩土性质或根据试桩资料选择合适的锤重。在没有参考的情况下,可根据附录C选用锤重。 6.5.3 打桩顺序应按本规程6.4.3条的规定执行。 6.5.4 管桩打入时应符合下列要求: 1 桩锤和桩帽与桩圆周的间隙应为5mm~10mm; 2 桩锤和桩帽(送桩器)与桩顶面之间应加设弹性衬垫,衬垫厚度应均匀,且经锤击压实后的厚度不宜小于60mm,在打桩期间应经常检查,并及时更换和补充; 3 首节桩打入时,垂直度偏差不得大于0.5%,桩锤、桩帽或送桩器应与桩身在同一中心线上; 4 沉桩宜连续一次性将桩沉到设计标高,确需停锤时尽量减少停锤时间; 5 沉桩时,桩顶应有排气孔,当管内充满水时应先排水后才能继续施工,管内大量涌土时也应采取相应处理措施。 6.5.5 打桩过程中出现贯入度异常、桩身漂移、倾斜或桩身及桩顶破损,应查明原因,进行必要的处理后,方可继续施工。 6.5.6 打桩过程应有完整的记录,记录表格式见附录F。 6.5.7 收锤标准应根据工程地质条件、设计承载力、设计标高、桩型、耐锤性能等综合考虑,并应通过试桩确定锤击法沉桩的收锤标准。 6.5.8 锤击桩施工时的最大打桩力应不大于桩身竖向极限承载力,按下式控制: Pmax≤0.7Afck (6.5.8) 式中:Pmax——锤击桩施工时的最大打桩力; A——管桩桩身横截面面积; fck——桩身混凝土轴心抗压强度标准值; 6.5.9 锤击法沉桩每根桩的总锤击数不宜大于2500击(PHC桩、PHCA桩)、2000击(PC桩)、1500击(PTC桩),最后1m锤击数不宜超过300击(PHC桩、PHCA桩)、250击(PC桩)、200击(PTC桩)。 6.5.10 在布桩密集时为减轻挤土效应,可采用“引孔打桩”法。“引孔打桩”应符合下列规定: 27 1 引孔的直径、孔深及数量应由设计、施工、监理等单位共同商议确定; 2 引孔宜用长螺旋钻干作业法;引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%; 3 引孔作业和打桩施工应密切配合,随钻随打,引孔和打桩应在同一个工作台班中完成; 4 引孔中有积水时,宜用开口型桩尖。 6.5.11 收锤后的管桩应采取有效措施封住管口;送桩遗留的孔洞,应立即回填或覆盖。 6.5.12 打桩可能引起群桩上浮,从而影响基础的承载力,对我省老粘土、密实粉土、粉质粘土分布地区,且布桩较密时,应进行施工监测,对群桩上浮应采取复打(压)等处理措施。 28 7 管桩基础的检验和验收 7.1 一般规定 7.1.1 预应力管桩桩基工程应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量和单桩承载力的检验。 7.1.2 预应力管桩桩基工程的检验按时间顺序可分为三个阶段:施工前检验、施工检验和施工后检验。 7.2 施工前检验 7.2.1 管桩进入工地现场后,监理人员和施工单位应作下列内容的检查和检测: 1 管桩规格、型号的核查; 2 管桩的尺寸偏差、外观质量的抽检; 3 管桩端板或机械啮合接头连接部件的抽检; 4 管桩结构钢筋的抽检; 5 管桩堆放及桩身破损情况的检查等; 6 审查施工单位申报的施工方案,提出审查意见要求施工单位完善。 7.2.2 管桩进入工地现场后,其规格、型号以及质量等级的核查,应按设计图纸以及本规程第四章的要求,对照产品合格证、运货单及管桩外壁的标志,对其规格、型号以及种类逐条进行检查。 7.2.3 运入工地的管桩,应按本规程表4.5.4和表4.5.5的要求,抽查管桩的外观质量和尺寸偏差。抽查数量不得少于2%的桩节数且不得少于2节。当抽检结果出现一根桩节不符合质量要求时,应加倍检查,若再发现有不合格的管桩,该批管桩不准使用并必须撤离现场。常用管桩的单节长度应按附录A的规定进行检查。 7.2.4 当管桩采取焊接接头时,应按本规程表4.1.3-3的要求和行业标准《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T 947的有关规定检查桩套箍和端板的质量,重点应检查端板的材质、厚度和电焊坡口尺寸。抽检端板厚度的桩节数量不得少于2%的桩节数量且不得少于2节;电焊坡口尺寸检查应逐条进行。凡端板厚度或电焊坡口尺寸不合格的桩严禁使用。端板的材质检查可先查阅管桩或端板生产厂家所提供的材质检验报告,有怀疑时可在工地上随机选取2~3个端板,送到具有金属材料检测资质的检测单位进行化学成分的检测,若检测不合格,该批桩不得使用。另外应对接桩时使用焊条等材料进行检验。 7.2.5 管桩结构钢筋抽检的主要内容应为预应力钢筋的数量和直径,螺旋筋的直径、间距及加密区的长度,以及钢筋的混凝土保护层厚度,每个工地抽检桩节数不应少于2根。 7.2.6 管桩的拖拉和起吊应进行旁站监理,在管桩起吊就位前,应认真检查管桩在运输、装卸、拖 29 拉过程中有否产生裂缝,严禁使用有裂缝的管桩,每根桩施工前应检查裂缝。 7.2.7 对同一生产厂家生产的每种规格桩,对每一工地,每施工5000m应送单节管桩至有资质单位进行破坏性试验,主要检验本规程7.2.5条内容及桩的抗弯性能,试验方法应按照《先张法预应力混凝土管桩》GB13476执行。管桩所用预应力钢筋和螺旋筋的材质应符合现行国家有关标准,检查时一般可查阅钢材生产厂的产品质量报告及管桩生产厂的抽检报告,有怀疑时可送有资质的检测单位进行检测。 7.2.8 常用桩尖或特殊桩尖的检查和检测,应对闭口桩尖的钢板厚度、桩尖尺寸、焊缝质量等按照附录D进行检测,检测数量每栋建筑物不应少于总桩数的1%,且不应少于2个桩尖。 7.2.9 对管桩基础设计等级为甲级或乙级的工程,在施工前进行试桩时,应对施工过程进行严格控制与检验,并做好相关记录。试桩的单桩竖向抗压静载荷试验应按国家相应规范进行,并应压至破坏。当拟采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力的验收检测时,应先对试桩进行高应变检测,再进行单桩竖向静载荷试验并压至破坏,取得可靠的动静对比资料后,方可在验收检测中实施高应变法。对比试验数量不应少于3根,当预估总桩数少于50根时,不应少于2根。 7.3 沉桩的施工过程检验 7.3.1 沉桩施工过程中工程质量检查和检测的主要内容应包括下列几项: 1 桩的定位及压桩就位前的复测; 2 打(压)桩机具的检查; 3 桩身垂直度检测; 4 桩接头施工质量监控; 5 收锤(终压)监控; 6 沉桩记录的审核; 7 桩挤土效应监测; 8 沉桩对周围环境影响的监测; 9 基坑开挖和截桩头的监督等。 7.3.2 桩位经施工单位放线定位后,监理人员应对桩位进行复核。在压桩过程中,应随时注意桩位标记的保护,防止桩位标记发生错乱和移位。对于大承台群桩基础四周边缘的基桩,宜待承台内其他桩全部打完后重新定位,再沉桩。 7.3.3 桩身垂直度检测应符合下列规定: 1 首先应检查第一节桩定位时的垂直度,当垂直度偏差不大于0.5%时,方可开始打(压)桩; 2 在打(压)桩过程中,应随时注意保持送桩器和桩身的中心线在同一直线上; 3 测量桩身垂直度可用吊线锤法,需送桩的管桩桩身垂直度可利用送桩前桩头露出自然地面30 1.0~1.5m时测得的桩身垂直度作为该成桩的垂直度,但深基坑内的基桩,应待深基坑土方开挖后再次量测桩身垂直度作为该桩的桩身垂直度; 4 桩身垂直度允许偏差为1%。 7.3.4 沉桩记录应齐全、真实、清楚,经监理等人员签名确认后,方可作为有效的施工记录,静压沉桩施工记录表格式见附录E,锤击沉桩施工记录表格式见附录F。 7.3.5 桩挤土穿过(进入)密实的砂土、密实的粉土或超固结粘性土可能产生挤土效应造成桩身上浮时,应监测单桩沉桩完成时的桩顶标高和全部工程桩沉桩完成后的桩顶标高,监理单位对该项监理应旁站。 1 沉桩过程中,对工程桩总数的20%(先沉桩施工的三分之一抽取30%,中间沉桩施工的三分之一抽取20%,最后沉桩施工的三分之一抽取10%)进行单桩沉桩完成时的桩顶标高(单桩沉桩完成时立即测量桩顶标高并记录)和全部工程桩沉桩完成后对先前测量过桩顶标高的桩进行复测并记录,计算前后标高差; 2 当发现桩顶上浮超过10mm时,应对全部工程桩进行复打(压),并对总桩数的20%(抽取方法同上)进行单桩复打(压)完成时和全部工程桩复打(压)完成后的桩顶标高测量并记录,直至复压后本次桩顶上浮量小于10mm。复打(压)施工终锤(终压)标准可与沉桩时相同。 7.3.6 沉桩对周围环境影响的监测应注意下列几点: 1 沉桩过程中,应根据本规程6.4.4条的规定和施工组织设计(施工方案)的安排,监控沉桩顺序; 2 沉桩挤土可能危及四周的建筑物、道路、市政设施等,沉桩时应密切注意四周建(构)筑物和工地现场土体的变化; 3 大面积群桩基础或挤土效应明显的管桩基础工程,应设置观测点监测打桩对周边建(构)筑物和地下工程的影响。 7.3.7 沉桩完成后,应检查基桩管口及送桩遗留孔洞的封盖情况。 7.4 施工后检验 7.4.1 施工结束后应对桩进行下列检验: 1 截桩后的桩顶标高; 2 桩顶平面位置; 3 桩身的完整性; 4 单桩承载力; 5 对桩身抗压强度出现争议时的全截面抗压能力检测。 7.4.2 截桩后桩顶的实际标高与设计标高的允许偏差为±10mm。 31 7.4.3 设计标高处桩顶平面位置的允许偏差应符合表7.4.3的规定。 表7.4.3 管桩桩顶平面位置的允许偏差 项 目 柱下单桩 ①垂直于条形桩基横向轴的桩 单排或双排桩条形桩基 ②平行于条形桩基纵向轴的桩 承台桩数为2~4根的桩 ①周边桩 承台桩数为5~16根的桩 ②中间桩 承台桩数多于16根的桩 ①周边桩 ②中间桩 注:D为管桩外径。 D/3或150两者中较大者 150 D/2 150 100 100 允许偏差值(mm) 80 100 7.4.4 工程桩应进行桩身完整性的验收检测。其检测数量按下列规定确定: 1 PTC桩抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20根; 2 采用PC与PHC桩,对于甲级设计等级的桩基,抽检数量不应小于总桩数的30%,且不应少于20根。其他设计等级的桩基抽检数量不应少于总桩数的20%,且不应少于10根。 3 柱下单桩承台的桩应全部检测,柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根; 4 抗拔桩、以桩身强度控制设计的抗压桩、超过25层的高层建筑基桩及倾斜度大于1%的桩应全数检测。 5 锤击法沉桩的管桩,锤击总数超过2000击的,应全数检查。 7.4.5 采用低应变法检测桩身完整性时,应符合以下规定: 1 出现裂缝和缺陷的永久结构的抗拔桩或以承受水平力为主的桩应判为Ⅲ类或Ⅳ类桩; 2 桩身的混凝土受损及桩身出现斜裂缝或垂直裂缝的受压桩应判为Ⅲ类或Ⅳ类桩; 3 桩身出现轻微缺陷的受压桩宜先判为Ⅲ类桩,最终判定桩的类别时,应挖开浅部的缺陷进行检查核对,结合低应变波形判别评价。挖开检查时,当裂缝长度小于桩截面周长的1/3且为水平裂缝时,可将相似波形的桩改判为Ⅱ类桩。挖开检查困难时,应结合桩顶偏位、桩身倾斜率、孔内目测、岩土工程条件及施工情况等综合判定,仍有疑问时,应判为Ⅲ类桩; 4 应查明缺陷位置与桩身接头位置的关系,谨慎判定桩身接头附近的缺陷性质。确认接头焊缝质量存在轻微缺陷时,对受压桩可判为Ⅱ类桩,当接头附近桩身存在缺陷时,应按本条第1、2、3款要求进行判别。 7.4.6 对于采用封口型桩尖且接头为电焊焊缝的管桩,当采用低应变法检测其桩身完整性,对结果有疑问时,应采用孔内摄像法检测桩身完整性,具体方法按照《基桩孔内摄像检测技术规程》CECS25332 相关规定执行。 7.4.7 对低应变检测中存在缺陷的Ⅱ类、Ⅲ类桩均应进行处理,并应进行桩身倾斜度及桩位偏差的检测。考虑地质情况、沉桩施工情况、基坑开挖情况等进行综合分析,以确定利用和处理方法。以桩身强度控制设计或受力较大的Ⅲ类桩经处理后应进行单桩竖向抗压静载试验以确认其单桩竖向抗压承载力能否满足设计要求。单位工程处理后的Ⅲ类桩数超过50根时,试验数量取处理桩数的1%且不少于3根,单位工程处理后的Ⅲ类桩数少于或等于50根时试验数量不应少于2根。 7.4.8 对桩身浅部存在缺陷的管桩,可根据场地岩土工程条件进行开挖检查处理,截除缺陷以上的桩身,再次进行低应变及桩身倾斜度检测,检测结果符合要求后,方可进行接桩处理。 7.4.9 工程桩完成后应进行承载力检验,承载力检测优先考虑采用静载荷试验,也可采用高应变动测法进行检测。检测应按下列规定: 1 下列桩基工程应采用静载荷试验检测单桩竖向承载力。在同一条件下检测桩数不得少于总桩数的1%,且不得少于3根。总桩数在50根以内时不得少于2根。 1)管桩基础设计等级为甲级,在施工前未进行单桩静载荷试验的桩基; 2)管桩基础设计等级为乙级,在施工前未进行单桩静载荷试验的桩基,且工程地质条件复杂时,或者单桩设计承载力较大,或者工程桩数量较大的桩基。 3)当挤土效应影响邻桩承载力或施工出现异常情况时,检测数量不少于3根。 4)对挤土效应无经验的地区,沉桩施工过程中应对桩顶标高的变化进行监测。检测对象宜选择群桩中的单桩,检测数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。 5)在深厚饱和软土中沉桩,当布桩密集又无经验时,尚宜在施工过程中监测桩顶的水平位移,监测数量不应少于6根。 2 下列情况之一的桩基可采用高应变动测法对单桩竖向承载力进行检测,在同一条件下检测桩数不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。 1)管桩基础设计等级为甲级,在施工前已进行过单桩静载荷试验并有对比经验的桩基; 2)管桩基础设计等级为乙级,属于7.4.10条中第1款第2项规定范围以外的桩基; 3)管桩基础设计等级为丙级的桩基; 4)作为桩基静载荷试验的辅助检测。 3 下列情况之一的桩基不得采用高应变动测法对单桩竖向承载力进行检测。 1)已确认或有证据怀疑因挤土效应出现桩身上浮且未经复压的桩基; 2)检测已认定为Ⅲ类桩、Ⅳ类桩或经工程处理后的Ⅲ类桩、Ⅳ类; 3)已确认倾斜度超过本规范要求的基桩。 7.4.10 在沉桩过程中出现较多爆桩,而管桩供应商和沉桩施工方因桩身抗压强度发生争议时,应由 33 建设单位委托有检测资质的机构进行长径比为1:1的全截面桩身抗压强度检测,确认受检样品的抗压能力是否达到最大压桩力的1.1倍或达到设计桩身砼强度等级要求。 7.5 工程质量验收 7.5.1 当桩顶设计标高与施工场地标高基本相同时,桩基工程的质量验收应待打桩完毕后进行。 7.5.2 当桩顶设计标高低于施工场地标高,需送桩时,在每一根桩的桩顶沉至场地标高时应进行中间检查后再送桩,待全部桩基施工完毕,并开挖到设计标高时,再作质量检验。 7.5.3 桩基工程验收时应提交下列资料: 1 管桩的出厂合格证、产品检验报告; 2 管桩进场验收记录; 3 每施工5000m单节管桩送检的破坏性试验报告 4 桩位测量放线图,包括桩位复核签证单; 5 工程地质勘察报告; 6 图纸会审记录及设计变更单; 7 经批准的施工组织设计或管桩施工专项方案及技术交底资料; 8 沉桩施工记录汇总,包括桩位编号图; 9 沉桩完成时桩顶标高、复打(压)后桩顶标高及开挖完成后桩顶标高; 10 管桩接桩隐蔽验收记录; 11 沉桩工程竣工图(桩位实测偏位情况、补桩位置、试桩位置); 12 质量事故处理记录; 13 试沉桩记录; 14 桩身完整性检测和承载力检测报告; 15 管桩施工措施记录,包括孔内混凝土灌实深度、配筋或插筋数量、混凝土试块强度等记录;管桩桩头与承台的锚筋,边桩离承台边缘距离等记录。 34 附录A 管桩的规格尺寸技术参数表 混凝土强度等级 混凝土有效预压应力 4.1 6.3 8.1 10.8 4.4 6.0 4.3 5.8 8.1 9.9 4.4 6.0 3.8 5.2 4.8 6.6 8.7 9.9 4.5 6.2 8.2 9.8 4.3 5.8 3.8 5.2 管桩分类(mm) 管桩直径(mm) 壁厚(mm) 型号 单节桩长(m) 主筋数量 与直径(mm) 6Φ7.1 6Φ9.0 8Φ9.0 8Φ10.7 7Φ9.0 7Φ10.7 7Φ9.0 7Φ10.7 10Φ10.7 13Φ10.7 10Φ9.0 10Φ10.7 10Φ9.0 10Φ10.7 11Φ9.0 11Φ10.7 11Φ12.6 13Φ12.6 12Φ9.0 12Φ10.7 12Φ12.6 15Φ12.6 13Φ9.0 13Φ10.7 13Φ9.0 13Φ10.7 主筋所在圆直径Dp值(mm) 螺旋筋直 径(mm)横截面积 (mm2) 抗裂弯矩(kN·m) 极限弯矩(kN·m) 桩身竖向承载力设计值(kN) 理论重量(kg/m) PHC 300 70 PHCA 400 90 PHC 400 95 100 PHCA 500 125 100 PHC 500 125 110 PHCA 600 130 A AB B C A AB A AB B C A AB A AB A AB B C A AB B C A AB A AB 7~11 7~12 7~13 7~13 7~14 7~12 7~13 7~14 7~15 7~14 7~15 7~14 7~15 7~14 7~15 7~14 7~15 7~14 7~15 230 4 50580 338 4 87650 308 4 91030 125700 406 5 147300 C80 125700 406 5 147300 169330 506 5 191950 25 30 34 39 52 63 54 64 74 88 99 121 99 121 103 125 147 167 111 136 160 180 164 201 164 201 37 50 62 79 77 104 81 106 132 176 148 200 148 200 155 210 265 334 167 226 285 360 246 332 246 332 1250 128 2160 224 2250 232 3100 3650 321 376 3150 321 3700 376 4200 4750 432 489 35 36 续表: 110 600 130 A AB B C A AB B C A AB B C A AB B C A AB B C A AB B C A AB B C A AB B C 7~15 14Φ9.0 14Φ10.7 14Φ12.6 17Φ12.6 16Φ9.0 16Φ10.7 16Φ12.6 20Φ12.6 15Φ10.7 15Φ12.6 30Φ10.7 30Φ12.6 16Φ10.7 16Φ12.6 32Φ10.7 32Φ12.6 32Φ9.0 32Φ10.7 32Φ12.6 32Φ14.0 30Φ10.7 30Φ12.6 45Φ12.6 45Φ14.0 24Φ12.6 48Φ10.7 48Φ12.6 48Φ14.0 25Φ12.6 50Φ10.7 50Φ12.6 50Φ14.0 169330 506 5 191950 4.6 6.2 8.3 9.7 4.6 6.3 8.3 10.0 4.9 6.5 8.9 11.6 4.6 6.1 8.4 11.0 4.9 6.7 8.9 10.5 4.7 6.3 8.9 10.6 4.8 6.6 8.7 10.4 4.6 6.4 8.4 10.0 167 206 245 285 180 223 265 307 392 471 540 638 408 484 560 663 736 883 1030 1177 1177 1412 1668 1962 1334 1670 2060 2190 1524 1940 2324 2530 250 346 441 569 270 374 477 615 589 771 971 1275 612 811 1010 1326 1104 1457 1854 2354 1766 2330 3002 3924 2000 2760 3710 4380 2286 3200 4190 5060 4250 432 7~15 4800 489 110 800 130 PHC 1000 130 7~30 238450 690 6 273630 5950 608 7~30 C80 7~30 6850 698 880 6 8 355310 8900 906 1200 150 7~30 1060 6 8 7 494800 12400 1262 1300 150 7~30 1160 8 7 1260 8 541930 13600 1382 1400 150 7~30 589050 14800 1502 续表: PTC 400 500 70 80 7~13 7~13 C80 8Φ7.1 7Φ9.0 338 440 4 5 72570 105560 3.5 3.4 39 71 55 99 1600 2340 185 269 注:根据供需双方协议,也可生产其它规格、型号、长度的管桩 37 附录B 静压桩机参数表 压 桩 能 机 型 性 YZYl20 YZY160-180 YZY240-280 YZY300-360 YZY400-460 YZY500-600 最大压桩力 (kN) 适 用 管 桩 最大桩径 (mm) 最小桩径 (mm) 1200 1600~1800 2400~2800 3000~3600 4000~4600 5000~6000 300 300 300 400 400 500 300 400 500 500 550 600 单桩极限承载力(kN) 600~1000 1000~2000 1700~3000 2100~3800 2800~4600 3500~5500 桩端持力层 密实砂层、坚硬密实砂层、坚硬密实砂层、坚硬密实砂层、 硬塑层、中密砂层、硬塑~坚硬黏土层、全风化粘土层、全风化全黏土层、全风化坚硬粘土层、的黏土层 黏土层、残积土岩层、强风化岩岩层、强分化岩风化层 岩层 层 层 石 中密~密实砂桩端持力层标准贯入度值(N值) 穿透中密~密实砂层厚度 (m) 15~20 20~25 20~35 30~40 30~50 30~55 <1 约2 2~3 3~4 5~6 5~8 38 附录C 柴油锤重选择参考表 柴油锤型号 25# 30# ~ 36# 3.2 2.5 3.5 3.6 5.6~6.2 1.5~2.2 7.2~8.2 1.6~3.2 Φ300 Φ400 40# ~ 50# 4.0 4.5 4.6 5.0 9.2~11.0 1.8~3.2 Φ400 Φ500 12.5~15.0 1.9~3.6 Φ500 Φ550 Φ600 1600~2600 18.4 1.8~2.5 Φ550 Φ600 17.4~20.5 2.0~3.4 Φ600 Φ800 6.0 6.2 7.2 8.0 60# ~ 62# 72# 80# 冲击体质量 (t) 锤体总质量(t) 常用冲程(m) 适用管桩规格 单桩竖向承载力特征值适用范围 (kN) 桩尖可进入的岩 土层 常用收锤贯入度(mm/10击) 液压锤规格(t) Φ300 400~1200 密实砂层 坚硬土层 全风化岩 20~30 7 500~1500 密实砂层 坚硬土层 强风化岩 20~40 7 800~1800 1800~3000 2000~3500 强风化岩 (N>50) 20~40 7~9 强风化岩 (N>50) 20~50 9~11 强风化岩 (N>50) 30~60 9~13 强风化岩 (N>50) 30~60 11~13 注:①本表仅供选锤用,选择时宜重锤低击。 ②本表适用于桩长20~60m,且桩端进入硬土层有一定深度。 39 附录D 管桩桩尖规格及构造图 tth130×30D管桩桩身30×30thδ1DD1 h1 12 14 14 16 净重(kg/个) 8.0 14.4 24.5 40.1 δ图D.0.1 平底十字形桩尖 表D.0.1 平底十字形桩尖构造尺寸(mm) D 300 400 500 600 D1 270 368 468 568 h 80 100 110 125 δ 14 16 16 18 t 8 8 10 12 注:D为管桩外径;D1为桩尖底板外径。 DbD1D1tth1δ管桩桩身thδ 图D.0.2 尖底十字Ⅰ(Ⅱ)形桩尖 表D.0.2 尖底十字Ⅰ(Ⅱ)形桩尖构造尺寸(mm) D 300 400 500 600 D1 270 350 450 540 h 70(100) 100(135) 120(175) 125(210) b 60 80 100 120 δ 14 16 16 18 t 8 8 10 12 h1 12 14 14 16 净重(kg/个) 6.0(7.5) 11.2(13.1) 19.9(25.6) 32.9(40.6) 注:括号内数字为Ⅱ形,适用于持力层岩面较陡(≥300)的情况。 40 bn×aD1DD1tth1δn×c管桩桩身thn×aδ δ 14 16 16 18 t 8 8 10 12 h1 12 14 14 16 净重(kg/个) 6.8 12.4 23.1 39.4 图D.0.3 锯齿十字形钢桩尖 表D.0.3 锯齿十字形钢桩尖构造尺寸(mm) D 300 400 500 600 D1 270 350 450 540 h 105 135 180 220 n 2 2 3 3 a 45 50 55 65 b 80 110 120 150 c 35 45 45 55 ttδh1tDD1ab管桩桩身th图D.0.4 四棱锥形桩尖 d t 8 8 10 10 h1 14 14 17 200 净重(kg/个) 8.5 14.4 29.0 45.7 表D.0.4 四棱锥形桩尖构造尺寸(mm) D 300 400 500 600 D1 270 350 450 540 D2 100 120 150 200 h 135 175 225 270 a 184 247 318 382 b 184 247 318 382 41 δ 10 10 12 14 注:必要的桩尖内可灌C30混凝土填实。 δD1taD1Dbt管桩桩身h 图D.0.5 开口型钢桩尖 表D.0.5 开口型钢桩尖构造尺寸(mm) D 300 400 500 600 D1 219 299 377 480 h 150 200 230 250 a 32 40 50 50 b 24 30 35 35 b50δδ 10 12 14 14 t 10 10 12 12 n 4 5 6 8 净重(kg/个) 7.7 15.4 27.8 39.8 42 附录E 静压沉桩施工记录表 工程名称: 建设单位: 施工单位: 监理单位: 管桩型号: 桩尖型式: 桩机型号: 管桩生产厂: 日 期 起止时间 (时:分) 序号 桩 号 第一节桩 节长 油压值 (MPa) 第二节桩 节长 油压值(MPa) 第三节桩 节长 油压值(MPa) 第四节桩 节长 油压值(MPa) 深度 (m) 送 桩 油压值(MPa) 对应压桩 力(kN) 入土 深度 (m) 桩顶设计 桩顶实际 标高(m) 标高(m) 备注 监理工程师: 技术负责人: 施工员: 记录员: 年 月 日43 44 附录F 锤击沉桩施工记录表 工程名称: 建设单位: 施工单位: 监理单位: 管桩型号: 桩锤型号及落距: 桩尖型式: 管桩生产厂: 锤击数 日 期 起止时间 序号 桩号 第一节 节长 m 第二节 节长 m 第三节 节长 m 第四节 节长 m 送桩 深度 m 最后 1米 击数 总 锤 击 数 最后 桩端入桩顶设桩顶实10击 土深度计标高际标高 贯入度 (m) (m) (m) (mm) 监理工程师: 技术负责人: 施工员: 记录员: 日期: 年 月 日 本规程用词说明 1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1) 表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的: 采用“可”。 2 规程中指明应按其他有关标准、规范执行时,写法为:“应符合……的规定(或要求)”或“应按……执行”。 45 安徽省地方标准 先张法预应力混凝土管桩基础技术规程 46 DB34/×××-2010 条文说明 目 次 目 次...........................................................................................................................................................47 1 总 则.......................................................................................................................................................48 2 术语和符号.............................................................................................................................................50 3 管桩岩土勘察.........................................................................................................................................51 4 管桩制作、规格和质量要求.................................................................................................................52 4.1 原材料..........................................................................................................................................52 4.2 规格分类......................................................................................................................................52 4.3 构造要求......................................................................................................................................53 4.4 生产工艺......................................................................................................................................53 4.5 质量要求......................................................................................................................................53 5 管桩基础设计.........................................................................................................................................54 5.1 一般规定......................................................................................................................................54 5.2 桩基计算......................................................................................................................................54 5.3 构造要求......................................................................................................................................54 6 管桩基础施工.........................................................................................................................................56 6.1 一般要求......................................................................................................................................56 6.2 管桩的起吊、运输和堆放..........................................................................................................57 6.3 管桩的连接..................................................................................................................................57 6.4 静压法沉桩施工工艺..................................................................................................................58 6.5 锤击法沉桩施工工艺..................................................................................................................58 7 管桩基础的检验和验收.........................................................................................................................61 7.1 一般规定......................................................................................................................................61 7.2 施工前检验..................................................................................................................................61 7.3 沉桩的施工过程检验..................................................................................................................62 7.4 施工后检验..................................................................................................................................62 47 1 总 则 1.0.1 管桩在国外应用已有近百年的历史,近20年来我国管桩生产及应用也非常广泛,管桩的品种及产量可以称得上世界之最,管桩已广泛应用在工业与民用建筑中。2004年以来,先张法预应力混凝土管桩在我省工业与民用建筑中逐步得到应用,特别是近年来,随着我省管桩生产企业增加,管桩产量大幅提高,管桩价格也大幅下降;管桩已成为我省造价较经济的桩型。管桩基础具有以下特点: 1 比较适合安徽地区的地质条件,管桩强度高、耐打性好,适用于摩擦端承桩及端承摩擦桩。 2 工期短,综合造价低。工期短体现在三个方面:一是施工前期准备时间短,管桩工厂化制造,经高压蒸养的PHC桩,成型后到使用只需几天时间;二是施工速度快;三是检测简单、快捷。造价低体现在两个方面:一是单位承载力的造价低,虽然管桩单位长度的造价较高,但由于其承载力高,综合计算单位承载力的造价还是较低的;二是由于工期短,可以节省施工费用,缩短投资者的有效回收时间。 3 成桩质量可靠,文明环保。 由于管桩具有以上优点,目前管桩基础已成为安徽地区设计人员优选的建筑桩基类型。深得施工单位和建筑业主的欢迎。为推动管桩应用技术发展,同时为了做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、保护环境,特制定本规程。 1.0.2 本规程依据现行国家及行业标准,结合安徽省的具体情况进行编制,本条规定了本规程的适用范围。目前,应用管桩最多的是工业与民用建筑(包括构筑物),约占整个用量的80%左右,但近几年来,在港口、市政、桥梁、铁路、公路、电力、冶金、水利等工程中应用的管桩数量也逐年增多。在工民建中,极大部分的承台是低桩承台,即上部荷载通过承台传到桩上,当承台在地面以下时,称之为低承台桩基。由于承台受周围土的嵌固作用,部分水平力将通过承台传到周围的土体上,故桩基设计时应考虑桩、土、承台的共同工作。 1.0.3 本条对管桩与薄壁管桩的适用地区做出了规定,我省抗震设防烈度均不大于7度。 1.0.4 管桩不宜用于以下典型的工程地质条件: 1 桩端持力层以上的覆盖层中含有较多且难以清除又严重影响沉桩的孤石或其他障碍物的场地不宜采用管桩,全风化花岗岩或强风化花岗岩层中存在的风化球状体也可当孤石看待。在孤石、风化球或其他障碍物多的场地沉桩,一是管桩易跑位、易被折断,二是单桩承载力达不到要求。在孤石和障碍物埋深不大时,可采用先清除孤石和障碍物后再打桩的办法;在整个现场只有少数几个点有孤石、风化球或其他障碍物时,可针对少数几个点的具体情况进行特殊处理,如加桩或较少单桩设计承载力。 48 2 桩端持力层以上的覆盖层中含有不适宜作桩端持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层不宜采用管桩。 3 石灰岩等岩溶地区,一般不应采用锤击式预应力管桩,除非基岩上面存在合适作管桩持力层的岩土层。 4 这种地质条件俗称“上软下硬、软硬突变”。在这样的场地沉桩,管桩很快穿越上覆土层,桩尖直接碰到坚硬的中风化岩层或微风化岩层,此时桩身反弹特别厉害,容易出现桩头打碎、桩端断裂的情况。 5 在桩端持力层为遇水易软化的风化岩层的地质条件下,要慎用管桩,特别是强风化泥岩以及含泥量较多的强风化、全风化花岗岩层做持力层的管桩基础,沉桩完成二三十天后,单桩竖向抗压承载力降低,桩的沉降量加大。主要原因是桩尖附近进了水,强风化泥岩遇水就软化,含泥较多的强风化岩发生崩解,于是桩端土承载力大大降低。 6 地下水或地基土对预应力管桩有强腐蚀作用的地层,因目前我国对这种地质条件下的管桩应用研究较少,缺乏经验,故一般不推荐使用预应力管桩。 1.0.5 本规程在桩的生产、可靠度、基本设计方法、基桩检测等方面与现行《先张法预应力混凝土管桩》GB13476、《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑桩基技术规范》JGJ94和《建筑基桩检测技术规范》JGJ106等标准力求一致。在总结已有管桩应用经验的基础上,对管桩产品性能,设计与施工方法、检测技术等方面作出具体规定。 49 2 术语和符号 2.1.1~2.1.9 管桩相关术语主要参考了国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476的定义,应用管桩基础以来,各地在施工中形成了一些习惯用语,为便于执行本规程,将部分常用的习惯用语也列为术语。 50 3 管桩岩土勘察 3.0.1 由于PHC、PHCA桩是高强脆性桩,大量工程实践证明在有些条件下是不适宜用PHC管桩的,有些建筑物也不宜用PHC桩,如在高层建筑中的应用就有提出质疑。 3.0.2 管桩基础岩土工程勘探布点间距宜取12~24m,与国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021基本一致。但由于本规程是管桩基础规程,不同设计等级的管桩基础都涉及到一个配桩问题,即管桩大部分是定制长度的,地质资料尤其是持力层位置对选择桩长是起控制作用的,持力层位置不准会造成很多的“接桩”和“截桩”,而这往往是成对出现的,所以不分建筑物的等级,要求每项工程或大型项目的每个单位勘探布点不宜少于5个,其中控制性勘探孔的数量不应少于勘探布点的1/3且不得少于2个,就是一些场地面积不大的工程,也应在地块的四角及中心布设勘探孔,这一规定是高于国标的。当地质条件复杂时,应适当加密勘探点。 动力触探试验(包括标准贯入试验)类似于动力打桩,静力触探试验类似于静力压桩,所以这两种试验最能模拟实际的管桩施工过程,所以其测试结果对管桩的选择、设计和施工均具有指导意义,这条要求高于国标。 3.0.4 本条是对标准贯入试验的测试方法和测试内容作出的详细规定,这是针对锤击式预应力管桩基础的特点而提出的。 3.0.5 本条强调标准贯入试验击数应进行触探杆长度修正并提出修正公式,这里的修正公式主要参考广东地区的经验。 3.0.6 因目前我国对这种地质条件下的管桩应用研究较少,因此要慎重。 3.0.7 国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021规定了岩土工程勘察报告的基本要求,本规程根据管桩基础设计与施工的需要,列出了管桩基础岩土勘察应着重评价的内容。 51 4 管桩制作、规格和质量要求 4.1 原材料 本节基本上引用了GB13476-2009有关章节的内容,使操作性更强,更细化,有利于确保质量。增添的内容如下: 4.1.2 骨料 1 细骨料 2)人工砂的石粉含量应小于3%; 3)天然砂的坚固性以质量损失值计应小于8%,人工砂以压碎指标计应小于20%; 4)砂中不应混有草根,树皮,塑料等杂物,有害物质最高含量应符合表4.1.2的规定。 2 粗骨料 2)碎石的压碎指标值应小于10%,风化石等软弱颗粒含量应小于3%,针片状颗粒含量应小于10%,含泥量应小于1%。 3 对骨料的其他要求 2)骨料不应产生碱集料反应,其膨胀率应小于1%。 增加该条是因为骨料中碱集料活性反应有潜在的危险性,它是指水泥或其它外加剂中的碱性氧化物如氧化钾、氧化钠等与粗、细骨料中的活性二氧化硅在常温常压条件下缓慢反应,生成碱硅胶后吸水膨胀,使骨料与水泥浆间粘结力下降,混凝土强度下降,产生裂缝,导致混凝土结构破坏。 4.1.3 钢材 基本上采用了GB13476-2009的有关章节内容,亦是增加了可操作性内容,更准确明瞭,增添的内容如下: 1 预应力钢筋用表格形式列入,并列出常用钢棒的基本参数,特别是列出了便于直观检查测量的允许最小重量值,对净化市场,打击投机取巧,规范管理大有裨益。 4.2 规格分类 根据安徽省复杂的地质条件,我省的管桩由三类桩组成。 一是PHC桩,完全符合GB1376-2009的标准,这是国家建筑标准设计,适应发展需要,适合全国各地,有更大的安全系数的桩种; 二是PTC桩,完全符合JC888行标,这是适应复合地基及软基处理的桩种; 三是PHCA 桩,这是具有安徽特色的先张法预应力高强混凝土管桩,是近二年来在安徽各地区广泛选用,行之有效的管桩,它脱胎于旧国标(GB1376-1999),集邻近省标优点,它性能化良,价格 52 适中,根据安徽省近几年的实践,它是适合安徽省的地质条件的,因此我们决定将该型桩纳入省标,以利管桩推广使用。我们基本上沿用了已习惯使用的规格型号,使它能与我省的现状结合在一起,有较好的连续性,易于推广。 这三类桩各具特色,相互补充,各有各的用处,各有各的适用范围,各有各的发展空间。 4.3 构造要求 本节基本上引用了GB13476-2009的有关章节内容。 4.3.1.3 螺旋筋的螺距,按三类桩的不同情况提出了不同的要求,这样PHC桩完全符合13476-2009的要求,PTC桩,PHCA桩的螺距选用了JC-888、GB13476-1999版的有关规定,这样可以维系连续性,易于被接受 4.3.2 保护层亦是不同类型桩各有各的具体规定。 4.3.3 对端板焊接接头构造提出了详细的作业规范。这是结合我省的现状借鉴其他省的经验而专门制定的,以我省现场施工情况看,焊接接头很不规范又缺乏监控,出现了不少问题和留下隐患,因此本规程详细规范了对焊接施工的具体要求。(1)对管桩接头的宽度提出明确规定,不应小于管桩的壁厚;(2)对接头端面的垂直度,倾斜度有限制了对焊接坡口尺寸,具体采用什么型号的焊条都做了详尽规定。 4.4 生产工艺 对整个管桩生产全过程提出了操作性很强的具体规定,对确保管桩质量至关重要,质量是一个系统工程,而过程控制又是确保最终质量的基础和保证。 4.5 质量要求 基本上引用了GB13476及有关标准规范,详尽规定了检测的技术指标与方法及检测的频次。 53 5 管桩基础设计 5.1 一般规定 5.1.1 本条关于管桩基础设计应具备的基本资料。由于管桩施工工艺的要求,第2款对施工场地提出明确要求,第5款对管桩生产条件提出要求。 5.1.2 本条对管桩基础甲级设计等级提出大跨度(≥60m)建筑的要求是基于确保这类建筑的竖向构件不发生变形,从而导致大跨度水平构件产生内力重分布,产生内力分析误差。 5.1.3 当按单桩承载力确定桩数量及计算桩基沉降时,应采用正常使用极限状态,相应的荷载效应组合为标准组合和准永久组合。在根据材料性质确定承台高度、确定配筋、验算材料强度时,应按承载能力极限状态考虑,采用荷载效应基本组合及相应的荷载分项系数。 5.1.4 本条是针对基础构件构件的截面承载力计算或验算用的。进行基础结构构件如桩身、承台的截面承载力计算或验算时,采用的是承载能力极限状态下荷载效应的基本组合设计值S,应考虑相应的分项系数。有所不同的是,管桩基础设计计算是采用相当于正常使用极限状态下荷载效应的标准组合Sk,不考虑分项系数。 5.1.5 本条是管桩基础设计计算的内容,可根据工程的实际情况进行全部内容或部分内容的计算或验算工作。 5.1.6 本条在甲级管桩基础、工程地质条件复杂的管桩基础和抗拔桩等三类桩禁止使用A型PHC管桩、PC桩、PTC桩和Φ300管桩,是因为A型PHC管桩有效预应力值偏低,桩身质量不易保证;Φ300管桩保护层厚度太小,达不到40mm的要求;PC桩和PTC桩桩的使用效率偏低等因素。 5.1.9 规定管桩基础进入持力层的最小深度是提高桩端阻力,增强管桩基础根部的稳固性。 5.2 桩基计算 5.2.1 此条沿用《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.1.1条。 5.2.4~5.2.5 此两条沿用《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.2.1条、第5.7.1条、第5.7.2条。 5.2.6 本条强调静载试验是桩基竖向承载力特征值确定最好的方法。 5.2.7 本条规定静载试验是桩基水平承载力特征值确定方法。 5.2.9 考虑管桩桩身结构抗压承载力设计值至关重要,给出0.7系数,偏于安全。有接头的受拉管桩应同时验算桩身截面有效预应力和管桩接头部位焊缝截面,取两者较小者作为设计依据。 5.2.12 本条允许桩、土、承台的共同作用,但承台所承担的荷载不宜超过总荷载的20%。 5.3 构造要求 5.3.1 管桩顶填芯混凝土是管桩基础设计的关键环节,本条在工程设计中应严格遵守。管桩的生产 54 工艺决定了其内壁是由一层浮浆构成的,这层浮浆的强度很低,由它决定了填芯混凝土与桩体的粘结强度和粘结效果,不可高估,不容忽视,上海莲花河畔景园项目倒塌事故即是证明,很多填芯混凝土被全部拔出而混凝土芯完整。 5.3.2 上部结构的荷载借助承台传递到基桩桩顶,不同性质荷载的传递对桩顶与承台连接要求不同。竖向压力的传递要求桩顶与承台底紧密接触,竖向拔力的传递要求桩顶与承台的连接抗拉承载力应大于抗拔承载力,水平力的传递要求桩顶与承台连接的抗剪承载力大于桩的水平承载力。 5.3.3 本条主要参考广东省的经验与规程。 5.3.7 防腐蚀措施可按下列规定执行: 1 在弱腐蚀、中腐蚀的环境下,可采用管桩,但其钢筋的内外保护层厚度均不应小于40mm(海港工程用管桩应按有关行业标准执行),所采用的预应力钢棒直径不应小于9.0mm,桩尖宜采用封口型。 2 在强腐蚀的环境下,不宜采用管桩。当必须选用管桩时,应经试验论证,并采取可靠措施,确能满足防腐蚀要求时方可使用。 3 管桩基础应减少接头数量,宜采用单节管桩。若需要接桩时,接头宜设置于微腐蚀土中;位于中腐蚀土中的接头,接桩头部应涂防腐蚀耐磨涂层,建议用有机硅砼保护剂或者其它防腐蚀耐磨涂层,它不仅在砼表面形成簿模,还可以渗入砼表层3~7mm,更大地提高砼防腐蚀能力。 4 在中、强腐蚀的环境下,应增加端板厚度,增大焊缝坡口尺寸并应封闭焊满;成桩孔底应灌注高度为1.5~2.0m的C30细石混凝土,且封底混凝土应掺微膨胀剂。 5 针对不同的腐蚀介质,使用防腐的特制水泥,如具有抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料的水泥。 6 在混凝土中掺加活性掺合料(如磨细硅砂粉、磨细矿渣粉、粉煤灰等),这些掺合料本身就有结构稳定的特性。会使混凝土氯离子电通量和渗透速率下降,从而起到提高抗渗透性的作用。 7 在氯离子中腐蚀环境下应用的管桩,应掺加钢筋阻锈剂(但不得采用亚盐酸类的阻锈剂)。 8 选用配筋率较高的AB型或AB型以上管桩。这些管桩配用钢筋直径较粗,数量又多一些,也是会延长被腐蚀的时间,增加抵御能力。 9 桩承台的埋深不宜小于2.5m。当承台埋深小于2.5m时,桩身处于2.5m以上的部位宜加强防护,可在管桩表面涂刷防腐蚀涂层。 55 6 管桩基础施工 6.1 一般要求 6.1.1 建设单位应将施工图设计文件报县级以上建设行政主管部门或其他有关部门审查,未经审查或审查不合格的施工图设计文件不得使用。应重视对工程桩试桩资料的分析,并注意收集和借鉴邻近类似工程应用管桩的施工资料和经验,这是工程桩施工前应完成的重要工作,对顺利完成桩基施工十分有利,不能忽视。 6.1.2 建筑场区内高空和地下的障碍物是指影响管桩施工的高压架空线、地下电缆、位于桩位处的旧建筑物基础、地下管线和杂填土中的石块等,这些障碍物应在管桩施工前清除或妥善处理,不然会妨碍施工,延误工期,影响沉桩质量。 6.1.3 通常情况下,应避免在相邻工程的基坑附近打挤土型的管桩,因为桩机自重和挤土效应会严重影响该基坑边坡或围护结:构的稳定和安全。如必须这样做时,应视具体情况对应采取的措施,进行多方案比较,通过论证和相关方同意后才能实施。 为减少打桩引起的振动和挤土影响,宜采用下列一种或多种技术措施: 1 合理安排打桩顺序; 2 采用液压打桩锤“重锤低击”法施工; 3 预钻孔; 4 设置袋装沙井或塑料排水板; 5 设置非封闭式地下隔离墙; 6 开挖地面防挤(震)沟; 7 限制打桩速度等。 6.1.5 当深基坑有围护结构时,不论采用何种支护形式,一般均不宜先施工围护结构再打桩,否则会造成以下不良后果:一是后打桩会对围护结构产生挤压,使其变形或破坏,影响其在基坑开挖后的挡土止水效果;二是围护结构先形成,后打管桩时的挤土受其约束,使孔隙水压力聚增且难以消除,在基坑挖土时,先挖的土坑就成为超孔隙水压力释放的去向和场所,导致工程桩倾斜;三是容易造成管桩随着土的隆起而上浮。 管桩工程的基坑开挖是一项很重要的工作,为指导土方开挖,需制定详细可行的土方开挖方案。土方开挖要分层,由于土方开挖未分层造成管桩偏移甚至桩身断裂事故时有发生,为防止挖土机械对管桩的碾压和碰撞而破坏桩体,本条第五款特别强调在桩顶以上20~30cm内的土方,应用人工开挖方式。 6.1.7 试沉桩的目的是为了了解桩的可打性或可压性和检验承载能力,验证所选用桩机或锤重是否 56 合理,并经勘探、设计、施工、建设、监理等部门共同确定控制收锤(终压)的控制指标。如果场地较小地质较均匀,可提出统一的收锤(终压)控制指标;如果场地较大地质条件多变,可根据不同区域及桩长规格提出不同的收锤(终压)指标。 6.2 管桩的起吊、运输和堆放 6.2.1 管桩施工现场堆放条件没有管桩厂内的条件好,在管桩厂内的堆场上,管桩的堆放层数有的达到7~9层,在施工现场一般不会堆得太高,大多为随卸随用或单层堆放在桩机附近,较大的工地如布置有集中堆场时,场地应平整压实,因现场条件不同于工厂,故将叠层堆放的层数减少。一般较好的做法是:按工程进度分批运入管桩,既避免二次搬运,又便于单层着地放置。 6.2.2 管桩长度一般小于15m,且施加了预应力,可用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。采用汽车运输时,应在车上位于距桩端0.21倍桩长处设置固定支承点,装运时,应将管桩一根挤一根平行放置,一层叠一层错位放置,大直径桩、长桩放在下面,小直径桩,短桩放在上面,一堆桩应绑固成一整体,并在四周塞紧,防止晃动。 6.2.3 管桩施工常利用桩机拖拉取桩,本条规定当采用这种方法取桩时,将叠层堆放加以限制,并应对桩的拖地端加以保护,一般可采用废轮胎或其它弹性材料衬垫,以此对桩的拖地端加以保护。 6.3 管桩的连接 6.3.2 本条对焊接接桩作了规定: 1 考虑到接桩时操作人员清理、施焊的操作高度,保证工作质量; 2 保证上下节桩接桩顺直,减少中心偏差; 3 如果管桩接头处不清洁、不垂直,将影响管桩接头处的强度、刚度,从而影响整根管桩的稳定性; 4 焊工必须经考试合格并取得合格证书,持证焊工需在其考试合格项目及其认可范围内施焊,合格证书需在有效期内;电焊条要干燥;为保证接桩的焊接质量垂直、不变形,施焊要求对称进行;焊接部分不得有咬边、焊瘤、夹渣、气孔、裂缝、漏焊等外观缺陷;焊面有“鱼鳞状”纹路为好;管桩拼接处坡口槽电焊层数定为三层是为了减少和控制焊接产生的变形。 6 本条规定桩的接头焊接后自然冷却一段时间,是因为焊好即打,高温的焊缝处入土急冷后,如同淬火一样,焊缝容易变脆而被打裂,影响使用寿命,有抗浮设计要求的,对焊缝要求更高,更应该控制好质量。 6.3.4 桩顶填芯混凝土,其主要作用是改善桩顶的受力状态,有利于桩与承台联接;管桩基础设计与施工的可行性有十分密切关系,此规定主要以满足设计要求为前提。 泥土、杂物等进入管桩内孔后,对管桩内孔插筋浇注混凝土不利,同时也影响对管桩内孔内窥 57 检查工作。当桩内孔需作灌芯处理时,也带来孔内清理工作的困难。管桩上端内孔的阻隔装置,除泡沫塑料球、袋装矿棉球外,也可采用其他可回收材料。 6.3.5 管桩与承台连接应符合下列要求: 1 桩顶嵌入承台深度应按设计要求确定,伸入承台的钢筋锚固长度应符合设计要求和规范规定,并应沿管桩周围均匀布置。 2 对于非抗拔桩,截桩桩顶需在填芯混凝土长度范围内配置钢筋骨架,其插筋应锚入承台内;不截桩桩顶可利用与桩端板焊牢的插筋锚入承台内。 3 对于抗拔桩除采取与非抗拔桩同样的措施外,截桩桩顶还可将桩身全部纵向预应力钢筋锚入承台内。 6.4 静压法沉桩施工工艺 6.4.3 沉桩施工顺序对周围建筑物和管线、已施工桩的施工质量均有较大的影响,这种影响主要是由于沉桩过程中的挤土效应所产生的,因此施工前应充分考虑现场实际情况后确定最佳施工顺序,打桩顺序确定的原则是施工经验的总结。在编制施工组织设计时,应根据现场实际情况,灵活运用打桩顺序的原则,制定最佳的施打顺序,以指导施工。施打顺序制定的是否合理,不仅影响打桩进度,也影响打桩的质量。 6.4.4 沉桩时必须严格控制第一节桩的沉桩质量,认真注视稳桩、压桩时桩身变化情况,发现有偏移或倾斜时,应立即分析原因,采取校正措施。 6.4.5 沉桩记录包括:定位就位记录、垂直度、入土深度和该深度的压力值,最终的桩顶标高、压力值、贯入度等。 6.4.7 施工中,若遇桩端沉入超设计标高许多,而压力值达不到控制值;或相反,桩端距设计标高许多,压力值超过控制值,应及时报告监理、设计和勘探部门,判明情况及时处理。 6.4.8 应认真做好试桩工作,通过试桩确定静压法沉桩的标准,以及单桩承载力特征值。施工中,若遇桩端沉入超设计标高许多,而贯入度或压力值达不到控制值;或相反,桩端距设计标高许多,贯入度或压力值超过控制值,应及时报告监理、设计和勘探部门,判明情况及时处理。 6.5 锤击法沉桩施工工艺 6.5.1 锤击法沉桩机械有四点说明: 1 锤击沉桩机械桩锤分为落锤、气动锤、柴油锤、液压锤等类型,这几种桩锤中,柴油锤爆发力强,锤击能量大,工效高,锤击作用时间比自由落锤作用时间长,因此锤击应力相对低一些,冲击体冲击距离随桩阻力的大小而自动调整,较适于管桩的施打。目前,我国施打的预应力管桩以筒式柴油锤为主,但由于柴油锤具有噪声、振动大,存在油烟污染等不足,应逐渐推广液压打桩锤。 58 2 打桩机架由钢制成,必须有足够的承载力、刚度和稳定性。桩架高度按桩长分节组装,选择桩架高度应按桩长+滑轮组高+桩锤帽高度+起移位高度的总和另加0.5~1.0m的余量。 3 三点支撑履带自行式柴油打桩机行走调头方便,垂直度调整快捷,打桩效率高,应优先选用。 4 柴油锤与打桩架不匹配时,容易发生倒架事故,打桩架与锤的匹配要求,一般在打桩机说明书中列出。 6.5.2 选用锤型时,还应考虑桩身混凝土强度和锤击数的因素: 1 锤击压应力不得大于桩身混凝土抗压强度设计值; 2 桩的锤击数不宜超过6.5.10条的规定。 6.5.4 沉桩时,必须严格控制第一节桩的沉桩质量,认真注视稳桩、压桩时的桩身变化情况,发现有偏移或倾斜时,应立即分析原因,采取校正措施。开始锤击时,宜用低能量、低冲程或空锤锤击3~5击,在确认桩身贯入方向无异常时,方可连续锤击。采用开口桩尖时,为确保管桩内腔的空气与大气相通,必须设置排气孔。 桩帽套桩头的套筒深度太小容易掉脱;套筒深度太大,桩身或桩帽略有倾斜,筒体下沿口就会磕伤桩身混凝土。桩帽套筒与管桩的间隙过小,当桩身倾斜时,容易使桩身挤坏;桩帽套筒与管桩的间隙过大,容易使锤击偏心。桩帽的垫层有“桩垫”和“锤垫”之分,锤垫设在桩帽的上部,是保护柴油锤的;桩垫设在桩帽的下部,应具有一定的弹性和韧性并具有足够的厚度,材料可选用松木、棕绳、硬纸板等。软厚适宜的桩垫,可以延长锤击作用时间,降低锤击应力,起到保护桩头的作用,在打桩期间应经常注意检查。 关于送桩的具体规定,送桩较深时,对锤击法施工,沉桩要连续进行,因为间歇时间长,桩周土固结,送桩难度较大,很容易将桩头击碎。 6.5.6 沉桩记录包括:定位就位记录、垂直度、入土深度和对应的每米锤击数,最终的桩顶标高、锤击数、贯入度等。 6.5.7 收锤标准应根据工程地质条件、设计承载力、设计标高、桩型、耐锤性能等综合考虑确定。应认真做好试桩工作,通过试桩确定锤击法沉桩的标准,以及单桩承载力特征值。施工中,若遇桩端沉入超设计标高许多,而贯入度达不到控制值;或相反,桩端距设计标高许多,贯入度超过控制值,应及时报告监理、设计和勘探部门,判明情况,及时处理。 6.5.8 根据《建筑地基基 础设计规范》GB50007、《预应力混凝土管桩》图集SG409、《混凝土结构设计规范》GB50010等规定: 单桩竖向承载力设计值:Qc=0.7Afc 单桩竖向承载力特征值:Ra=Qc/1.35 混凝土轴心抗压强度设计值与标准值的关系:fc=fck/1.4 59 推出单桩竖向极限承载力: Pmax=2Ra=2Qc/1.35=2×0.7Afc/1.35=2×0.7Afck/(1.35×0.4)=0.741Afck 实际设计计算时可取管桩施工时最大打桩力限值为0.7Afck,避免桩身损坏。 6.5.9 对每根桩的总锤击数及最后1m沉桩击数进行限制,目的是防止桩身混凝土产生疲劳破坏。试验资料表明,对PC桩,当锤击应力为混凝土强度的75%时,锤击819次产生疲劳破坏;当锤击应力为混凝土强度的45%~57%时,锤击2400次产生疲劳破坏。实际打桩时,一般要求锤击应力控制在混凝土强度的50%以内,所以,控制在2000击以内桩身不会发生疲劳破坏。PHC桩可适当增加,但不宜超过2500击。有统计资料表明,大多数管桩工程的桩的总锤击数在300~1500击之间,少数超过2000击,个别达到3000击甚至4000击;超过3000击时,桩身容易被打坏或产生严重的“内伤”。当某工地为数不少的桩总锤击数超过本条规定时,设计者应从柴油锤的选择是否恰当、持力层和收锤贯入度定得是否正确等方面去反复调整。 最后1m沉桩锤击数是根据本规程部分参编单位统计而来。据经验统计,大多数桩最后1m的锤击数为100~250击,个别达到400~500击的为不大正常。 6.5.12 群桩上浮可按照下列程序和方法进行处理: 1 用低应变动测法检测每根桩的桩身和接头的完整性; 2 当大多数桩的送桩深度不超过2m且场地条件较好时,可以采用复打(压)措施; 3 当大多数桩的送桩深度超过2m时,宜采用补打桩等措施。 60 7 管桩基础的检验和验收 7.1 一般规定 7.1.1~7.1.2 现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106以强制性条文规定必须对基桩承载力和桩身完整性进行检验。桩身质量与基桩承载力密切相关,桩身质量有时会严重影响基桩承载力。桩身质量检测抽样率较高,费用较低,通过检测可减少桩基安全隐患,并可为判定基桩承载力提供参考。 7.2 施工前检验 7.2.1 管桩在制造及吊运过程中,可能发生损坏,制造工艺也可能存在问题,在某一工程中甚至出现将明显挠曲的管桩压入土中的现象,造成了不应有的损失。因此在管桩入土前,必须由监理及施工单位进行逐节检查,检查方法主要采用目测、丈量等方法。检查中特别注意管桩是否产生微小裂缝,对受损管桩一概不准使用。列出工地用桩所作检查和检测的内容,便于施工单位自检,监理、质监、业主等单位检查验收。 7.2.2~7.2.5 安徽省使用管桩以后,从未对管桩制作质量进行现场检测,根据广东省经验,必须加强这一环节的检测工作。为防止检测走过场,本条规定应由具有相应检测资质的单位对进入施工现场的管桩桩节进行随机抽检。 由于目前我省的管桩连接普遍采用焊接接头,因此本规程只规定了焊接接头的检验方法和数量。 端板是管桩的一个重要配件,检查时可量测其厚度,目测外观,当对其质量有怀疑时,可进行材质检验。 对于管桩结构钢筋的抽检可利用先施工的2m以上长度的余桩经人工破碎后进行检测,若工地没有余桩可利用,则应在工地上随机选取2节桩经人工破碎后检测。检测箍筋直径可用游标卡尺;检测箍筋间距和加密区长度可用钢卷尺;检测预应力钢筋规格可截一段钢筋称其重量;检查保护层厚度可用深度游标卡尺;采用钻芯法检测离心高强混凝土抗压强度,钻芯检测应符合国家标准《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》GB/T19496的有关规定。检测结果应以本规程表4.3.1-1、表4.3.1-2和表4.3.1-3所列的标准来判断,凡发现有不合格者,该批桩以后不得使用。已打入的桩应采取处理措施。 7.2.7 针对我省目前管桩生产厂家较多,不同厂家在不同时期的产品质量存在差别,为保证工程质 量,规定对每一工地,每施工5000m应送单节管桩至有资质单位进行破坏性试验,并应提供相应的试验报告。 7.2.8 这是对桩尖检查和检测的规定。生产厂家应提供桩尖钢材化学成分和机械性能的测试报告。 61 桩尖的规格、构造的检查和验收应按本规程附录D的要求进行,检测方法除量测各尺寸外,应随机抽取5%的桩尖进行重量的检查。若单个桩尖重量达不到规定理论重量的90%作不合格论。必要时应逐个检测,不合格者禁止使用。目前在桩尖上存在的问题是:桩尖的材质、桩尖的尺寸构造、桩尖的焊接等,有的施工队趁监理不在时,甚至不用桩尖。桩尖材质特别是其化学成分和力学性能存在不合格现象;桩尖的尺寸主要是偏小、偏薄,检测方法就是量测其尺寸并称其质量。桩尖的焊接也普遍存在问题,许多施工队不是在吊装前焊好,而是当管桩起吊就位后处于悬吊状态下桩端进行点焊或仰焊草草做成,这样做,焊接时间短,焊缝质量差,管桩打入地层后,内孔很快进水,严重的甚至桩尖脱落或者挤入管桩底内孔,因此,对桩尖的检查也应严格认真。 7.3 沉桩的施工过程检验 7.3.1 列出沉桩过程中工程质量和检测的主要内容,供施工单位自检,监理、业主、质监、设计等单位检查和控制。 7.3.2 放线定位及桩位标记保护工作很重要,不注意也会造成工程桩的质量事故,尤其是桩位的偏差值。借鉴广东省应用管桩多年的经验,对于大承台群桩基础,宜先打承台内的桩,承台四周边缘的桩位待承台内其他桩全部打完后再重新测定,这样施打结果的基桩,整个群桩基础的外围形状不变,承台模板及混凝土施工既方便又节约。 7.3.3 第一节底桩垂直度控制的好坏对整根桩的垂直度影响至关重要,因此对底桩垂直度控制要严格一些,不得大于0.5%。送桩以后桩身垂直度偏差不易测量,故在送桩前进行测量。一般情况下,送桩前后的桩身垂直度不会有大的变化,但在深基坑内的基桩,有时由于基坑土方开挖不当会引起桩身倾斜,故在深基坑土方开挖后,需再次测量桩身垂直度。 7.4 施工后检验 7.4.2~7.4.3 分别为成桩桩顶标高和桩顶平面位置偏差的检查方法和允许偏差值。 7.4.4 由于有的桩要穿越含砂量高的硬层,锤击数会大幅增加,如果焊接质量不好,很容易产生焊缝开裂,同时低应变动测法测试和判别多节管桩的完整性有一定的局限性,所以,适当增加一些检测量是必要的。考虑到以桩身强度控制设计时,沉桩中桩受打、压力较大,桩身易受损,本规程规定应全数检测。同时考虑抗拔桩桩身不能出现缺陷,也应对抗拔桩进行全数检测。 7.4.5 鉴于管桩制作工艺的特殊性,低应变检测的判别标准与其他灌注桩有所不同。本条规定了管桩桩身完整性的判别方法,规范检测行为,确保安全。 由于管桩的纵向钢筋直径较小,当桩出现裂缝或缺陷后,钢筋耐久性受到影响,因此,对永久结构的抗拔桩或受水平力为主的桩,当桩身有裂缝或缺陷时不应判为Ⅱ类桩,而应判为Ⅲ类或Ⅳ类桩。 62 经载荷试验表明,桩身轻微的水平裂缝对桩的抗压承载力影响不大,因此经挖开检查,当水平裂缝小于1/3桩截面周长时,可判为Ⅱ类桩。如果裂缝为斜裂缝或垂直裂缝则对承载力可能发生较大影响,应判为Ⅲ类或Ⅳ类桩。桩身高强度混凝土的破损是一种危险的缺陷,视缺陷严重程度应判为Ⅲ、Ⅳ类桩。 桩接头裙板附近是桩身的薄弱环节,此处常易破损,检测中应仔细操作,将接头附近桩身缺陷与接头反射区分开来,避免误判。 7.4.6 对于采用封口型桩尖且接头为电焊焊缝的基桩,桩孔保持空心状态,方便孔内摄像仪进入, 采用孔内摄像技术,可直观看出管桩桩孔内壁的裂缝。 7.4.7 管桩采用离心法生产,正常生产的桩的桩身不应存在缺陷。当低应变检测中发现桩身缺陷时, 不外乎桩身产生裂缝或混凝土受损。桩身裂缝系在吊装、运输、打压及基坑开挖过程中操作不当产生的,一般为水平裂缝,也有斜裂缝和垂直裂缝。水平裂缝对抗压承载力影响不大,斜裂缝则影响抗压承载力。如沉桩过程中桩身混凝土受损,则对抗压承载力的影响较大,不可忽视。因此对存在缺陷的桩应慎重对待,排除接头问题后,应进行桩身倾斜度检测,综合分析,确定处理方法。 以桩身强度控制设计或桩受力较大的,经处理后的Ⅲ类桩应进行静载荷试验,确保安全。 7.4.8 因管桩上部在沉桩及基坑开挖中受力较大,桩身浅部缺陷较为常见。对桩身浅部缺陷可挖开截除缺陷以上的桩身,再次进行低应变检测,确认下部桩身有无缺陷,可否接桩。开挖时应结合场地岩土工程条件,采取有效的支护措施,防止开挖检查、接桩过程中造成坑底管涌、土体变形影响邻桩的事故发生。 7.4.9 单桩抗压静载试验是公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的传统方式,因此优先考虑采用静载荷试验,但是一般静载试验耗时长、费用高,当取得可靠的动静对比资料后,也可采用高应变动测法对单桩竖向承载力进行检测,但检测数量的提高是非常必要的。 7.4.10 管桩在安徽省应用以来,施工过程中有时出现较多爆桩现象,本条为管桩供应商和沉桩施工方因桩身抗压强度发生争议时,提供了处理方法。 63 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容