錘擊式預(yù)應(yīng)力溷凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程DBJ∕T宣講提綱

會(huì)計(jì)學(xué)1錘擊式預(yù)應(yīng)力溷凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程DBJ∕T宣講提綱主要內(nèi)容一、有關(guān)管樁設(shè)計(jì)、構(gòu)造等方面的調(diào)整和變化。二、有關(guān)管樁有效預(yù)應(yīng)力、抗裂彎矩、極限彎矩、抗剪、抗拉承載力的推薦計(jì)算方法。三、管樁混凝土耐久性及當(dāng)前管樁生產(chǎn)工藝和質(zhì)量中存在的問題。第1頁/共72頁一、有關(guān)管樁設(shè)計(jì)、構(gòu)造的調(diào)

整和變化1、以管樁的有效預(yù)應(yīng)力值分為A、AB、B、

C型。AABBC4.06.08.010.0單位：N/mm2,MPa第2頁/共72頁2、管樁相應(yīng)的抗彎性能（例）外徑（mm）壁厚(mm)型號(hào)抗裂彎矩KN.M極限彎矩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頁/共72頁3、配筋和主筋的位置外徑(mm)壁厚(mm)單節(jié)樁長(m)型號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)(n×φ)鋼筋分布圓直徑dp（mm）最小配筋面積(mm2）30070≤11A6φ7.1230240AB6φ9.0384B8φ9.0512BC8φ10.7720第4頁/共72頁3、配筋和主筋的位置外徑(mm)壁厚(mm)單節(jié)樁長(m)型號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)(n×φ)鋼筋分布圓直徑dp（mm）最小配筋面積(mm2）40095≤12A7φ9308448AB7φ10.7630≤13B10φ10.7900C13φ10.71170第5頁/共72頁3、配筋和主筋的位置外徑(mm)壁厚(mm)單節(jié)樁長(m)型號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)(n×φ)鋼筋分布圓直徑dp（mm）最小配筋面積(mm2）500100≤14A11φ9406704AB11φ10.7990≤15B11φ12.61375C13φ12.61625第6頁/共72頁3、配筋和主筋的位置外徑(mm)壁厚(mm)單節(jié)樁長(m)型號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)(n×φ)鋼筋分布圓直徑dp（mm）最小配筋面積(mm2）500125≤14A12φ9406768AB12φ10.71080≤15B12φ12.61500C15φ12.61875第7頁/共72頁3、配筋和主筋的位置為什么這樣改：（保護(hù)層、預(yù)應(yīng)力值、砼耐久性）管樁企業(yè)在變動(dòng)過程中應(yīng)注意的問題：

(新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行前端頭板數(shù)量應(yīng)控制，成籠機(jī)引導(dǎo)板、孔板的孔位置，每只鋼模上兩端張拉板、張拉螺絲孔位置等需改動(dòng)。)

第8頁/共72頁4、螺旋筋直徑和間距外徑（mm）直徑（mm）加密區(qū)（mm）非加密區(qū)（mm）φ300φ400≥4.045±5，200080±5φ500φ600≥5.045±5，200080±5第9頁/共72頁5、樁套箍（裙板）φ300φ400厚≥1.4mm高度≥110mm，材質(zhì)Q235φ500φ600厚≥1.4mm高度≥125mm，材質(zhì)Q235第10頁/共72頁6、端板最小厚道和材質(zhì)PC筋直徑（mm）7.19.010.712.6Q235B端板最小厚道（mm）16182024Q235B第11頁/共72頁7、預(yù)應(yīng)力筋的理論重量和最小質(zhì)量公稱直徑公稱面積(mm2)理論重量(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頁/共72頁8、樁尖型式及質(zhì)量樁尖分平底十字形樁尖、尖底十字形樁尖、鋸齒十字形樁尖等（詳見廣東新省標(biāo)DBJ/T15-22-2008，P64附錄B）。不得采用未設(shè)樁尖的管樁基礎(chǔ)。材質(zhì)機(jī)械性要符合Q235B。第13頁/共72頁9、管樁只分合格品和不合格品兩個(gè)等級(jí)

管樁只分合格品和不合格品兩個(gè)等級(jí)，不再分一等品……等等。第14頁/共72頁二、有關(guān)管樁有效預(yù)應(yīng)力、抗裂彎矩、極限彎矩、抗剪、抗拉承載力的推薦計(jì)算方法第15頁/共72頁1、新廣東標(biāo)準(zhǔn)中有效預(yù)應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)估算公式第16頁/共72頁1、新廣東標(biāo)準(zhǔn)中有效預(yù)應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)估算公式公式來源：第17頁/共72頁2、有關(guān)管樁有效預(yù)應(yīng)力、抗裂彎矩、極限彎矩、抗剪、抗拉承載力推薦計(jì)算方法介紹有效預(yù)應(yīng)力Effectivepre-stress管樁允許抗壓承載力AllowableBearingCapacity管樁抗裂彎矩BendingCapacityorCrackBendingCapacity極限彎矩UltimateCapacity抗剪承載力ShearingCapacity抗拉承載力TensileCapacity第18頁/共72頁有效預(yù)應(yīng)力

Effectivepre-stress參照J(rèn)ISA5337方法計(jì)算此方法主要考慮PHC管樁混凝土的彈性變形、混凝土徐變、混凝土收縮及預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛等因素引起的預(yù)應(yīng)力損失。第19頁/共72頁1）先張法張拉后，混凝土壓縮變形后預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力第20頁/共72頁先張法張拉后，混凝土壓縮

變形后預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的千斤頂預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，控制應(yīng)力取值（）為:或按JISA5337要求，上述控制應(yīng)力值取兩者之中小者，即994N/mm2

第21頁/共72頁Ф500×100mm管樁A級(jí)配筋為Ф9.2mm×11根，則預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積:管樁混凝土截面面積:第22頁/共72頁2）因混凝土徐變、收縮（干縮）引起的預(yù)應(yīng)力損失值第23頁/共72頁2）因混凝土徐變、收縮（干縮）引起的預(yù)應(yīng)力損失值第24頁/共72頁3）預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失值則:第25頁/共72頁ro取值問題按照日本新標(biāo)準(zhǔn)JISG3137測試方法，如用SBPDL1275/1420系列鋼筋在加荷載、常溫（20℃）、加荷1000小時(shí)試驗(yàn)條件下，其的最大值≤2.5%；在JISA5337-1993編制說明中強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋在應(yīng)用時(shí)有溫度影響的場合下，對這因松弛引起的損失必須考慮”。本人認(rèn)為，PHC管樁是經(jīng)初級(jí)蒸汽養(yǎng)護(hù)（80℃左右，6小時(shí)）、二次壓蒸養(yǎng)護(hù)（180℃，共計(jì)10小時(shí)左右）條件下進(jìn)行制作的，盡管未見到有關(guān)上述“蒸養(yǎng)—壓蒸”模擬試驗(yàn)條件下的值有多大的試驗(yàn)研究資料，但可以肯定有個(gè)相當(dāng)大的值。目前國產(chǎn)PC鋼棒正常生產(chǎn)時(shí)實(shí)測值約為0.8~1.2%左右。第26頁/共72頁ro取值問題我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定，對于熱處理鋼筋，其松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失為0.05σpt。考慮我們目前使用的是低松弛管樁用PC鋼棒，其松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失可能會(huì)小于0.05σpt。第27頁/共72頁預(yù)應(yīng)力筋和混凝土的有效應(yīng)力值4.預(yù)應(yīng)力筋的有效（拉）應(yīng)力值5.混凝土的有效預(yù)（壓）應(yīng)力值第28頁/共72頁有效預(yù)應(yīng)力

Effectivepre-stress所以預(yù)應(yīng)力損失理論計(jì)算大約為13~15%；與實(shí)測值比，上述預(yù)應(yīng)力損失理論計(jì)算值偏小，實(shí)際的預(yù)應(yīng)力損失會(huì)大，原因如下：總結(jié)：上述計(jì)算的預(yù)應(yīng)力損失（以%表示）第29頁/共72頁其他影響因素PC鋼筋自身的質(zhì)量穩(wěn)定性及被張拉鋼筋長短不一；預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)，目前國內(nèi)張拉時(shí)夾具的變形（包括螺母擰的不緊等）；養(yǎng)護(hù)條件苛刻（溫度高時(shí)間長）而促使PC鋼筋的應(yīng)力松弛也較大；混凝土品質(zhì)不一，張拉板孔深不一致及孔座質(zhì)量不佳等等；這些因素會(huì)影響混凝土的最終的有效預(yù)應(yīng)力值。根據(jù)目前日本的經(jīng)驗(yàn)，A級(jí)樁預(yù)應(yīng)力損失的實(shí)測值大致在16~30%，而且是隨管樁等級(jí)越高，損失就越大；即A級(jí)管樁預(yù)應(yīng)力損失偏小，C級(jí)管樁預(yù)應(yīng)力損失偏大。第30頁/共72頁廣東《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》推薦估算公式——預(yù)應(yīng)力管樁（砼）的有效預(yù)應(yīng)力（MPa）；——鋼筋根數(shù)；Aa——單根鋼筋公稱面積（mm2）；——預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，取1420MPa——管樁橫截面積（mm2）

以Ф500×100mm，11Ф9.2配筋為例：公式由來（1420×０.７×Ａa）×n/A×80%第31頁/共72頁管樁樁身允許抗壓承載力

AllowableBearingCapacity

（根據(jù)BSCP2004計(jì)算）

第32頁/共72頁管樁抗裂彎矩

CrackBendingCapacity

（按JISA5337法

）第33頁/共72頁Le幾何慣性矩

Geometricalmomentofinertia

第34頁/共72頁管樁抗裂彎矩

CrackBendingCapacity也有用

第35頁/共72頁極限彎矩

UltimateCapacity例如：

第36頁/共72頁抗剪承載力

ShearingCapacity第37頁/共72頁抗剪承載力

ShearingCapacity第38頁/共72頁抗拉承載力

TensileCapacity

第39頁/共72頁新國標(biāo)附錄D（規(guī)范性附錄）有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算方法。為什么要采用國外（日本等）的計(jì)算方法。新省標(biāo)（和新國標(biāo)）的抗彎性能：管樁外徑（mm）型號(hào)壁厚t（mm）抗裂彎矩（KN.m）極限彎矩（KN.m）400AABBC955464748881106132176500AABBC100103125147167155210265336第40頁/共72頁三、管樁混凝土的耐久性及當(dāng)前管樁生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制中存在的問題第41頁/共72頁1、當(dāng)前管樁存在量大質(zhì)量問題A、端頭板（含裙板或鋼套箍）及接樁的焊接質(zhì)量；樁尖及焊接質(zhì)量；（以及PC鋼筋質(zhì)量問題）；B、管樁混凝土質(zhì)量（管樁砼強(qiáng)度，管樁砼耐久性問題）有人提出只要滿足C80，打樁不打爛就行的問題。第42頁/共72頁2、管樁混凝土耐久性性能研究的介紹

——抗氯離子滲透、硫酸鹽侵蝕、抗凍性等性能

試驗(yàn)方法介紹原材料與試驗(yàn)配合比氯離子滲透試驗(yàn)硫酸鹽侵蝕抗凍性小結(jié)第43頁/共72頁管樁混凝土耐久性性能研究隨著PHC管樁應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大和耐久性要求的不斷提高，PHC管樁能否適用于自然環(huán)境嚴(yán)酷的土建工程，如海洋、港口、寒冷地區(qū)、地下水中侵蝕性介質(zhì)濃度較高的西部、沿海及內(nèi)陸地區(qū)的工程，受到專家和學(xué)者們?nèi)找骊P(guān)注。如何較為準(zhǔn)確地評價(jià)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁耐久性是值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鞯膯栴}。本文從氯離子滲透性、硫酸鹽侵蝕和抗凍性等方面來考察管樁混凝土的耐久性以及摻合料、生產(chǎn)工藝等因素對管樁混凝土耐久性的影響。第44頁/共72頁原材料水泥：粵秀牌P·Ⅱ42.5R；磨細(xì)砂：建通生產(chǎn)用，SiO2含量92%；磨細(xì)礦渣微粉：韶關(guān)產(chǎn)，S95級(jí)；外加劑：佛山市禪城區(qū)瑞龍混凝土外加劑廠生產(chǎn)LS-Ⅱ高效減水劑，固含量為30%；砂：細(xì)度模數(shù)2.7，含泥量0.1%；石子：花崗巖碎石，珠海產(chǎn)，粒型和級(jí)配均較好。第45頁/共72頁試驗(yàn)配合比kg/m3編號(hào)水泥摻合料砂小石大石水LS-ⅡJZ510/68049076514210.7SL357153磨細(xì)礦渣68049076514010.7GS357153磨細(xì)砂68049076514210.7S357153磨細(xì)砂70049074514811.2第46頁/共72頁試驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)氯離子滲透性試驗(yàn)

硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)抗凍性試驗(yàn)

其他:碳化試驗(yàn)原材料的堿骨料反應(yīng)抗?jié)B等第47頁/共72頁氯離子滲透性試驗(yàn)方法自然滲透法：先將混凝土長時(shí)間浸泡于含氯鹽的水中，再通過切片或鉆取芯樣，用化學(xué)分析的方法得到氯離子濃度與滲透距離的關(guān)系，然后利用Fick第二定律計(jì)算出氯離子滲透系數(shù)加速滲透法：通過施加電場來加速氯離子在混凝土中的遷移，縮短氯離子達(dá)到穩(wěn)態(tài)傳輸過程的時(shí)間第48頁/共72頁美國ASTMC1202“混凝土抗氯離子滲透性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法”

電量法評價(jià)氯離子滲透性

通過電量（庫倫）氯離子滲透性>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首先使用巖石切割機(jī)將立方試塊的頂部和底部各切掉25mm，使之成為50mm厚，100mm邊長的試件。將切好的混凝土試件進(jìn)行真空飽水，然后將真空飽水24小時(shí)試件固定在試驗(yàn)架上；在兩端水槽中分別加滿3.0%NaCl和0.3mol/LNaOH的溶液，在60V的外加電場下，持續(xù)通電6小時(shí)，最后測定通過混凝土試件的總電量。

第49頁/共72頁不同管樁混凝土的電通量/庫倫第50頁/共72頁不同管樁混凝土的電通量/庫倫編號(hào)試驗(yàn)次數(shù)123456789JZ342233243194298433773264226930602786SL181919461677128817911915125713221545GS354703498955587546528233456XY8281077712861599686926843789第51頁/共72頁硫酸鹽侵蝕加速試驗(yàn)方法在10%濃度的Na2SO4中浸泡48小時(shí)在100±5℃下干燥21小時(shí)室溫冷卻3小時(shí)在10%濃度的Na2SO4中浸泡72小時(shí)在35℃下干燥96小時(shí)超聲波測定超聲波測定采用水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)流程圖

本文中設(shè)計(jì)的干濕循環(huán)制度

第52頁/共72頁不同硫酸鹽侵蝕條件下強(qiáng)度變化規(guī)律/MPa編號(hào)壓蒸后Na2SO4溶液長期浸泡Na2SO4溶液干濕循環(huán)100℃情況下15次干濕循環(huán)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頁/共72頁長期浸泡條件下，相對動(dòng)彈性模量隨浸泡時(shí)間變化規(guī)律第54頁/共72頁干濕條件下，相對動(dòng)彈性模量隨循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律第55頁/共72頁100℃干濕循環(huán)條件下，相對動(dòng)彈性模量隨循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律第56頁/共72頁抗凍性試驗(yàn)本文采用快凍法研究PHC管樁混凝土在淡水介質(zhì)和海水介質(zhì)環(huán)境下的抗凍融性能。評價(jià)方法：相對動(dòng)彈模量下降至初始值的60%或試件的重量損失率大于5%。NaClMgCl2CaCl2KCl2.740.510.120.11人工海水中溶質(zhì)濃度/%第57頁/共72頁淡水凍融介質(zhì)，相對動(dòng)彈性模量第58頁/共72頁淡水凍融介質(zhì)，質(zhì)量第59頁/共72頁淡水凍融介質(zhì)，強(qiáng)度編號(hào)GSJZtestJZGS抗壓強(qiáng)度65.471.056.264.956.1抗折強(qiáng)度―――7.372.80F200次第60頁/共72頁海水凍融介質(zhì)，相對動(dòng)彈性模量第61頁/共72頁海水凍融介質(zhì)，質(zhì)量第62頁/共72頁小結(jié)-1從目前已做完的試驗(yàn)結(jié)果來看，用蒸養(yǎng)-壓蒸工藝生產(chǎn)的PHC管樁，如果原材料選用、配合比（含膠凝材料用量）和攪拌工藝是合理的，生產(chǎn)工藝（離心-蒸養(yǎng)-壓蒸）是符合規(guī)范要求的，對純水泥混凝土（即不摻加外摻料）生產(chǎn)的管樁、摻磨細(xì)砂管樁無論是抗氯離子滲透、抗硫酸鹽侵蝕、還是抗凍性試驗(yàn)，都是符合或基本符合要求的。第63頁/共72頁小結(jié)-2管樁混凝土強(qiáng)度和管樁混凝土耐久性線性關(guān)系不明確，也就是說強(qiáng)度高或強(qiáng)度達(dá)到80MPa以上，甚至90~100MPa，但其耐久性試驗(yàn)仍有可能不合格。從本次研究情況看，只要在原材料選用、混凝土配合比、混凝土攪拌、離心、蒸養(yǎng)、壓蒸等工藝上某個(gè)環(huán)節(jié)或幾個(gè)環(huán)節(jié)不符合要求，其三種耐久性試驗(yàn)就會(huì)出問題，特別是凍融循環(huán)試驗(yàn)就很難合格。

第64頁/共72頁小結(jié)-3有耐久性要求的地基基礎(chǔ)使用PHC管樁，或者說要提高當(dāng)