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BOB半岛:《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T 406-2

  现批准《预应力混凝土管桩技术标准》为行业标准,编号为JGJ/T 406-2017,自2018年2月1日起实施。 本标准在住房城乡建设部门户网站、公开,并由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

  根据住房和城乡建设部《关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2013]169号文)的要求,标准编制组经调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本标准。本标准主要内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.材料与分类;5.基础设计;6.复合地基;7.基坑支护;8.施工;9.质量检测与验收。本标准由住房和城乡建设部负责管理,由建华建材投资有限公司负责具体技术内容的解释。

  1.0.1 为规范预应力混凝土管桩工程应用,贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、经济合理、保护环境,制定本标准。1.0.2 本标准适用于建筑工程中预应力混凝土管桩的设计、施工、检测与验收。1.0.3 管桩的应用应根据地质条件、工程性质、荷载分布特征、施工技术条件与环境保护等因素优化设计,因地制宜地选择施工工艺、精心施工、严格监控。1.0.4 预应力混凝土管桩应用除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

  2.2.1 几何参数A——管桩桩身横截面面积;Ap——管桩由外径计算得到的面积;Ap1——管桩空心部分敞口面积;Apy——全部纵向预应力钢棒的总截面面积;As——全部纵向非预应力钢筋的总截面面积;Asd——填芯混凝土纵向钢筋总截面面积;Dp——纵向预应力钢棒分布圆的直径;d、d1——管桩外径、内径;de——预应力钢棒的公称直径;hb——桩端进入持力层深度;La——填芯混凝土高度;li——桩周第i层土(岩)的厚度;rp、rs——纵向预应力钢棒、非预应力钢筋重心所在圆周的半径;t——管桩壁厚;ts——端板厚度;u——桩身周长;ul——桩群外围周长。2.2.2 作用和作用效应Fk——按荷载效应标准组合计算的作用于承台顶面的竖向力;Gk——桩基承台和承台上土自重标准值;Hik——按荷载效应标准组合计算的作用于第i基桩或复合基桩的水平力:Hk——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平力;Mk——接桩处按荷载效应标准组合计算的弯矩值;Mxk,Myk——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的外力,绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩;Nk——相应于荷载效应标准组合时,轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力;Nik——按荷载效应标准组合计算的偏心竖向力作用下笫i根桩的竖向力;Ntk——按荷载效应标准组合计算的作用于单桩桩顶的竖向拔力;NEkmax——相应于荷载效应标准组合时偏心竖向力作用下单桩最大竖向力;xi、xj、yi、yj——第i、j基桩或复合桩基至y、x轴的距离。2.2.3 抗力和材料性能Ec——桩身混凝土的弹性模量;Es——预应力钢棒的弹性模量;fyk——非预应力钢筋抗拉强度标准值;fc——桩身混凝土轴心抗压强度设计值;fck——桩身混凝土轴心抗压强度标准值;fcu,k——管桩桩身混凝土立方体抗压强度标准值;fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值;ft——桩身混凝土轴心抗拉强度设计值;ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值;fwt——焊缝抗拉强度设计值;fv——端板抗剪强度设计值;fpy——预应力钢棒的抗拉强度设计值;f′py——预应力钢棒的抗压强度设计值;fptk——预应力钢棒抗拉强度标准值;fy——非预应力钢筋抗拉强度设计值;fspa——经深度修正后的复合地基承载力特征值;ft1——填芯混凝土的抗拉强度设计值;fyv——箍筋抗拉强度设计值;fwt——焊缝抗拉强度设计值;Gp——基桩自重;Ggp——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数;M——管桩桩身受弯承载力设计值;Mu——管桩桩身受弯承载力极限值;Mcr——管桩桩身开裂弯矩;N——按荷载效应标准组合计算的轴心竖向力作用下单桩所受竖向力设计值;Nt——单桩抗拔力设计值;Quk——单桩竖向极限承载力标准值;Qsk、Qpk——总极限侧阻力标准值、总极限端阻力标准值;qsik、qpk——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值;qp——桩端阻力特征值;qsi——桩周第i层土的侧阻力特征值;R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值;Rh——单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值;Ra——单桩竖向抗压承载力特征值;Rha——单桩水平承载力特征值;Rm——桩身的抗弯承载力特征值;Rta——单桩抗拔承载力特征值;Rv——管桩桩身斜截面受剪承载力设计值;Rb——桩身允许抱压压桩力;Rd——桩身允许顶压压桩力;V——管桩剪力设计值;σck——荷载效应标准组合下桩身混凝土正截面法向拉应力;σpc——管桩桩身截面混凝土有效预压应力;σp0——预应力钢棒合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢棒应力。2.2.4 计算参数及其他dm——基础埋置深度;n——群桩基础中的桩数;vx——管桩桩顶水平位移系数;αE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比;αp——桩端端阻力发挥系数;βc——混凝土强度影响系数;γ——考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响的综合系数;γ0——结构重要性系数;γm——基础底面以上土的加权平均重度;λi——管桩抗拔系数;λp——桩端土塞效应修正系数;μ——截桩后混凝土的有效预压应力折减系数;X0a——管桩桩顶允许水平位移。

  3.0.1 用于桩基础、地基处理及基坑支护工程的管桩几何尺寸和桩身力学性能宜符合本标准附录A的规定。3.0.2 岩土工程勘察报告有关管桩选用的评价应包括下列内容:1 评价管桩应用于该场地的适宜性;2 当场地中存在孤石、坚硬夹层、障碍物、岩溶、土洞和构造断裂等不良地质条件时,评价沉桩可行性并提出可行的沉桩方法或替代施工方法。3.0.3 抗震设防区的管桩基础设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。3.0.4 管桩的耐久性应满足设计使用年限的要求。3.0.5 管桩施工监控应保证桩身完整、无损伤。沉桩方法的选用应根据具体的地质情况、工程特点、场地施工条件以及挤土、施工振动、噪声等对周边环境和安全影响等因素确定。3.0.6 当沉桩施工遇到下列情况时,宜采用植入法或中掘法沉桩:1 影响桩身质量、邻近建(构)筑物、地下管线的正常使用和安全时;2 当遇到密实的砂土、碎(卵)石土等硬土夹层,桩端难于沉到设计标高时;3 当遇到坚硬岩、较硬岩层或遇有漂石、孤石时。3.0.7 管桩基础施工前宜在现场进行沉桩工艺试验。当采用锤击法施工工艺时,宜同时进行沉桩工艺监测。3.0.8 污染土和地下水对管桩的腐蚀性等级,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定确定。3.0.9 管桩混凝土及桩身防腐要求应符合表3.0.9-1和表3.0.9-2的规定。表3.0.9-1管桩混凝土防腐要求

  注:表中所列基本要求为设计使用年限为50年,设计使用年限为100年时的材料要求应专项论证。3.0.10 当管桩桩身防腐不满足本标准表3.0.9-2规定的防腐指标要求时,应采取相应措施进行防护,并应符合表3.0.10的要求。表3.0.10管桩桩身防护要求

  注:1 本表适用于设计使用年限为50年,桩基础所处的地下水、土的腐蚀介质主要为硫酸盐、氯盐和酸环境。当其他腐蚀介质或pH≤2.0时,以及设计使用年限为100年时,防护措施应专项论证。2 桩身混凝土材料可根据防腐蚀要求,采用抗硫酸盐硅酸盐水泥,也可在普通水泥中掺入抗硫酸盐的外加剂、矿物掺合料、钢筋阻锈剂。3 管桩不得单独采用亚硝酸盐类的阻锈剂。4 在中、强腐蚀环境中,预应力混凝土管桩有效壁厚不应小于95mm。5 桩身涂刷防腐蚀涂层的长度,应大于污染土层的厚度。6 当有两类以上腐蚀性介质同时作用时,应分别满足各自防护要求,但相同的防护措施不叠加。3.0.11 管桩基础应减少接桩数量,接头宜位于非污染土层中,可采用焊接或机械接桩。位于污染土层中的桩接头,接桩钢零件应涂刷防腐蚀耐磨涂层或增加钢零件厚度,其腐蚀裕量不小于2mm,也可采用热收缩聚乙烯套膜保护。3.0.12 当管桩的表面涂有防腐蚀涂料时,在估算单桩承载力时,可不计入涂层范围内的桩侧阻力。3.0.13 管桩的其他防护尚应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的规定。3.0.14 管桩用混凝土的耐久性能试验方法应符合现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的有关规定。

  4.1.1 预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒,其质量应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢棒》GB/T 5223.3中低松弛螺旋槽钢棒的规定,基本尺寸应符合表4.1.1的规定。表4.1.1预应力钢棒的基本尺寸

  4.1.2 端板材质应采用Q235B,并应符合下列规定:1 端板制造不得采用铸造工艺;2 端板厚度不得有负偏差,用于抗拔桩工程的端板厚度宜增加且应满足设计要求;3 除焊接坡口、桩套箍连接槽、预应力钢棒锚固孔、消除焊接应力槽、机械连接孔外,端板表面应平整,不得开槽和打孔。4.1.3 管桩采用免蒸压养护工艺时,掺合料宜采用矿渣微粉、硅灰等,并应符合下列规定:1 矿渣微粉的质量不应低于现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046表1中S95级的有关规定;2 硅灰的质量应符合现行国家标准《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690的有关规定;3 掺合料进厂必须有供方提供的该批材料的检验报告和质保书,存放对应挂牌标明品种、生产厂家、数量及进厂日期,掺合料不得混合存放;4 当采用其他品种的掺合料时,应通过试验确定,确认符合管桩混凝土质量要求后,方可使用。4.1.4 管桩用其他原材料要求尚应符合现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB 13476的规定。

  4.2.1 管桩按外径可分为300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm等。4.2.2 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。4.2.3 管桩按桩身混凝土强度等级及主筋配筋形式,可分为预应力高强混凝土管桩、混合配筋管桩、预应力混凝土管桩。4.2.4 预应力高强混凝土管桩按有效预应力值大小可分为A型、AB型、B型和C型,其对应混凝土有效预压应力值宜分别为4MPa、6MPa、8MPa和10MPa,其抗弯性能应符合本标准附录A的规定。4.2.5 管桩按养护工艺可分为高压蒸汽养护管桩或常压蒸汽养护管桩。

  5.1.1 管桩基础设计宜具备下列基本资料:1 岩土工程勘察报告,建筑物所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别,地基土液化、冻胀性、湿陷性、膨胀性评价,地基土、水的腐蚀性评价;2 建筑场地总平面布置图、建筑物地下室平面布置图,建筑物上部结构类型与荷载,建筑物对基础沉降及水平位移的要求;3 建筑场地地上及地下管线、地下构筑物的分布,受沉桩影响的邻近建(构)筑物的地基基础情况及防振、防噪声要求,施工机械进出场及现场运行条件;4 沉桩设备性能、施工工艺及其对场地条件的适应性;5 可选用的管桩规格、接头形式及生产条件。5.1.2 管桩选型应符合下列规定:1 基础设计等级为甲级的桩基础和抗拔桩不宜选用A型桩;2 当用于端承型桩且需穿越一定厚度较硬土层时,不宜选用A型管桩;3 用于抗震设防烈度8度及以上地区时,与承台连接的首节管桩不应选用A型桩,宜选用混合配筋管桩或AB型、B型、C型的预应力高强混凝土管桩;4 直径为300mm的管桩仅适用于弱腐蚀场地环境;对于中等及强腐蚀场地,应选用AB型或B型、C型管。