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国家标准《 先张法预应力混凝土管桩》 编制简介

日期:2010-08-12 15:31:47
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苏州混凝土水泥制品研究院匡红杰 徐样源

 

摘要:新修仃的国家标准GB13476 2009 ( (先张法预应力混凝土管桩》 已于2010 3 1 日实施。为便于该标准的使用方准确理解标准条款的具体含义,正确贯彻实施标准条款的具体要求和规定,本文介绍了该标准的修订过程,并对标准的主要条款及其修订理由进行了解释和说明。

 

前言

根据国家标准化管理委员会国标委计划[2006 ] 48 号“关于下达2006 年第一批制修订国家标准项目计划的通知”, GB 13476 1999 先张法预应力混凝土管桩》(计划编号20062449-Q-609 )被列人2006 2008 年度国家标准修订项目计划。标准的修订工作由苏州混凝土水泥制品研究院负责。

为了顺利完成标准的修订任务,使修订后的标准能体现合理利用资源、节能环保、循环经济、促进技术进步、提高耐久性、与相关标准协调配套、可操作性强等原则,苏州混凝土水泥制品研究院在广泛走访调研的基础上,邀请了有关设计、科研、生产、质检、使用、设备制造、原材料等单位的技术人员及本行业的专家组成标准修订工作组,共同参与标准的修订工作。在标准修订过程中,标准修订工作组对国内管桩生产企业、原材料生产企业和管桩使用单位进行了详细调研,共收到有关意见和建议50 余件,同时还收集、翻译了日本等国外的相关标准。在调研和征求意见的基础上,先后召开了三次协调工作会议,对管桩标准的修订工作计划、征求意见稿、送审稿等进行协调、完善。经过反复修改、验证,于2008 10月完成了标准送审稿。

2008 1016~18 日,全国水泥制品标准化技术委员会在江苏省苏州市主持召开了《 先张法预应力混凝土管桩》 国家标准技术审查会。由38 位标委会委员和专家组成的审查委员会对《 先张法预应力混凝土管桩》 国家标准修订的送审材料进行了认真、仔细的审查和评议?;嵋槿衔?,标准起草工作组向大会提交的文件齐全,标准制定依据充分、科学,试验方法先进、合理,试验验证数据真实可靠?;嵋槿衔颈曜即锏搅斯氏冉?。

修订后的((先张法预应力混凝土管桩》 已经国家标准化技术委员会批准正式发布(2009 年第04 号国标发布公告,编号:28 ,修订批准日期:2009 325 日,实施日期:2010 31

 

1标准编制依据

根据我国现行的有关标准和规范,结合我国预应力混凝土管桩的生产和使用现状,考虑行业的发展趋势及与国际接轨,同时参考国外先进国家标准对GB13476 1999 先张法预应力混凝土管桩》 进行修订。 力求做到:技术指标先进、合理;产品规格系列合理、适用;试验方法可操作性强;结构计算方法协调统一。

 

2 标准主要条款编制说明

本标准共分十章和五个附录:1 .范围;2 .规范性引用文件3 .产品分类;4 .原材料及一般要求;5 .技术要求;6 .试验方法;7 .检验规则;8 .标志;9 .贮存和运输;10 .产品合格证。资料性附录A 非优选系列管桩的基本尺寸和力学性能指标;规范性附录B管桩的结构配筋;规范性附录C 管桩的抗剪性能及其试验方法;规范性附录D 管桩混凝土有效预压应力值的计算方法。现将标准中的有关条文说明如下(与原标准相同的条文不作解释):

1 范围

本标准适用范围与原标准基本相同。工程应用中若适用条件变化,对有特殊要求的管桩,应由供需双方协商,按特殊工程设计制造。但本标准的技术要求、试验方法、检验规则等某些条款均可参照执行。

2 规范性引用文件

由于管桩生产技术的不断进步,与管桩产品相关的标准、规范的不断修订完善,本次标准修订时对规范性引用文件也作了相应补充和调整。本次标准修订新增的规范性引用文件有GB / T15962005 用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 、GB/T180462008 用于水泥和混凝土中的?;呗笤邸?/SPAN> 、GB/T18736 2002 高强高性能混凝土用矿物外加剂》 、JC/T947 《先张法预应力混凝土管桩用端板》、JC/T 9502005《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》等标准,用GB175 通用硅酸盐水泥)替换了GB175 1999 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB13441999 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》 ,GB1499 . 2 钢筋混凝土用钢:第二部分热轧带肋钢筋》 替换了GB1499 1998 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋), GB/T5223.3 2005 预应力混凝土用钢棒》 替换了YB/T111 1997 预应力混凝土用钢棒》 ,GB / T50081 普通混凝土力学性能试验方法标准》 替换了GBJ81 1985 普通混凝土力学性能试验方法》 JC/T540 混凝土制品用冷拔低碳钢丝》 替换了GB/T5223 1995 预应力混凝土用钢丝》 。这有利于生产技术的进步、有利于保证产品的质量。
3 产品分类
3 . 2 产品规格、型号
3 . 2 . 1
   
根据目前我国管桩生产企业的实际情况,直径350mm 、450mm 、550mm 这三种规格的管桩产品目前仅在局部地区使用,且用量较小,可以列人淘汰范围,但考虑到仍有一些厂家在生产,为保证企业的经济利益,因此本次修订将这三种规格的管桩列为非优选系列,以资料性附录的形式放在标准中,给一段时间过渡,在下一次修订时逐步淘汰。另外,为了适应我国经济建设的需要,特别是大型港口工程的建设,直径1200mm 、1300mm 、1400mm 的管桩产品已经在港口工程得到广泛使用,使用量越来越大,因此,本次修订时增加了直径1200mm 、1300mm 1400mm 三种规格。
3 . 2 . 2
原标准管桩型号分类采用:“按混凝土有效预压应力或管桩的抗弯性能分为A 型、AB 型、B 型和C 型。A 型、AB 型、B 型和C 型管桩的混凝土有效预压应力值分别为4.0N/m 6.0N / m 、8.0N/lm 10.0N / m ,其计算值应在各自规定值的士5 %范围内。”即管桩型号的划分既可以按管桩抗弯性能来划分,也可以按混凝土有效预压应力计算值划分,由此造成了目前各地的管桩图集结构配筋差异较大,不利于管桩的推广应用。经过10 多年的发展,有关技术已经比较成熟,为了规范结构配筋,本次修订采用按管桩桩身有效预应力值判定管桩型号。

3 . 3 结构尺寸
( l
)壁厚
原标准中只规定了PHC PC 管桩的最小壁厚,具体由设计单位根据工程需要在生产中对管桩壁厚加以调整。标准执行中发现,最小壁厚的规定造成了管桩壁厚太多,特别是各省市的结构图集不统一,造成不同地区、不同企业在组织生产时非常困难,在产品的贸易中也很难统一协调,给设计及施工中具体参数的确定带来非常不便。因此,本次修订,只给出了一种或两种大多数厂家和工程中常用的壁厚,以简化壁厚系列,方便生产和使用。

( 2 )长度
直径800mm 以上的管桩产品主要用在港口工程中,为了避免管桩接头直接浸泡在海水中,并保证管桩的使用寿命,这就要求单节管桩的长度要足够长。根据目前的实际情况,绝大多数大直径管桩生产企业生产的管桩,其单节管桩的长度一般多在30m 左右,甚至更长,因此本次修订将大直径管桩的单节桩长取为30m ,并加表注:“根据供需双方协议,也可生产其他规格、型号、长度的管桩”,以方便生产企业和建设工程选用。

另外,对于小规格的管桩,考虑到实际生产、运输和施工中常采用两端钩吊或一端钩吊,由于长径比过大,管桩刚度不够,其自重会引起断桩事故,因此,对常用配筋时A 型或AB 型桩的单节桩长另作规定,如直径400A 型和AB 型桩不宜超过12m ,直径500A 型桩不宜超过14m 等。
4 原材料及一般要求
4 . 1 原材料
4 . 1 . 1 水泥
由于水泥的国家标准已重新进行了修订,原GB175 GB1344 已合并为新的GB175 2008 ,且强度等级的表示方法也已改变,因此,本次修订调整为“宜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GB175 的规定?!?/SPAN>
4 . 1 . 2 骨料
4 . 1 . 2 . 1 细骨料
由于过度开采,天然砂资源日益匾乏,人工砂已经在管桩生产中得到很好的应用,而GB / T 14684 2001 建筑用砂》 也已将人工砂列人,但人工砂的细度模数偏大(通常达3 . 2 3 . 8 ) ,经管桩生产的实践表明,用人工砂制作的管桩也可以满足标准要求。本次修订增加了对人工砂的细度模数要求,同时考虑到管桩产品使用的特殊性,增加了对砂的必检指标要求,如含泥量、氯离子含量和硫化物及硫酸盐含量等。
4 . 1. 2 . 2 粗骨料
管桩推广应用初期,施工主要是采用锤击法,由于碎石表面粗糙,用作混凝土粗骨料有利于集料与水泥砂浆的界面粘结,特别是管桩用高强混凝土,对提高管桩耐打性,降低管桩锤击施工的破损率有非常大的作用。近几年来静压法施工技术得到飞速发展,与锤击法对管桩桩身混凝土产生激烈打击的施工不同,其施工时管桩混凝土的受力是一个静态的过程。另外,近年来用鹅卵石经破碎加工制成的碎卵石在建筑工程中得到很多使用,碎卵石与卵石相比,其集料的表面特征要有利于集料与砂浆的粘结,当然与碎石相比,粘结性能要差一些。原标准中规定只能使用碎石,排除了卵石的使用,本次修订将“应采用碎石”改为“宜采用碎石或破碎的卵石”,扩大了粗骨料的选用范围,有利于节约资源。
   
随着管桩应用范围和地域的不断扩大,对管桩的耐久性要求越来越高,考虑到耐久性及一些特殊工程的要求,这次修订增加了对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的管桩所使用的骨料的定性要求。
4 . 1 . 3 钢材
4 . 1 . 3 . 1 预应力钢筋
   
根据我国管桩生产企业目前的实际情况,管桩的预应力钢筋已全部采用预应力混凝土用钢棒(俗称PC 钢棒),因此,本次修订取消了预应力混凝土用钢丝。另外PC 钢棒的原行业标准YB / Tlll 1997 也已被GB / T5223 . 3 2005 替代。由于管桩为预应力制品,其使用的预应力钢筋要有良好的延伸率,但原YB / T 1 11 1997 和现行标准GB / T5223 . 3 2005 中钢材的断后伸长率规定为5 %是偏低的。管桩采用蒸汽养护特别是高压高温蒸汽养护,在高碱环境下对钢材的应力松弛及对钢材的应力腐蚀是很大的,将使管桩常压蒸汽养护后的伸长率大大降低。因此,本次修订时规定钢材的断后伸长率应大于GB / T5223 . 3 005 3 中延性35 级的规定要求。
4 . 1 . 3 . 2 螺旋筋的材质
   
原冷拔低碳钢丝已被GB50204 淘汰,本次修订采用JC / T540 混凝土制品用冷拔低碳钢丝替代。由于螺旋筋在管桩结构中不仅起构造筋的作用,使用时还承担抵抗水平力的作用,因此,对于有抗水平力或抗震要求的管桩,螺旋筋建议采用低碳钢热轧圆盘条。
4 . 1 . 3 . 3
   
由于管桩的预应力钢筋全部采用预应力混凝土用钢棒,骨架成型采用滚焊机自动焊接,架力圈已无存在的必要性,实际生产中也早已将其淘汰,本次修订取消了对架力圈的要求。管桩在锤击施工时,端部锚固钢筋对桩身混凝土会起破坏作用,尤其是倾斜的锚固钢筋。对于只用作承压桩的管桩,端部锚固钢筋无实际意义,实际生产中大多数已不设端部锚固钢筋。但对于抗拔桩来说,端部锚固钢筋的作用不可或缺,因此,应根据实际工程情况确定是否需要设置端部锚固钢筋,设置端部锚固钢筋时,锚固钢筋必需与端板垂直并与管桩轴线平行。

4 . 1 . 3 . 4 端板

端板的材质和厚度是影响焊接质量和管桩耐久比的两大关键问题,行业标准JC / T 947 2005 先张法预应力混凝土管桩用端板》 虽然对端板中的五大元素含量和力学性能指标作出了规定,但对端板的厚度却没有提出要求,而建设部门对结构用钢材的要求是必须达到Q235B 材质的要求,因此,为了规范端板的生产和使用,本次修订对端板的材质和厚度作了明确规定:“端板性能应符都c / T947 的规定,材质应采用Q235B ,其厚度不得小于表2 的规定”。标准中最小厚度按Q235B 材质要求计算,并且按所采用钢棒的直径分别规定。对于直径大于800mm 的管桩,其端板厚度应进行验算确定;对于用在特殊环境下的管桩,端板的厚度还应符合相应规范或要求。

 

钢棒直径,mm

71

9 . 0

107

12

端板最小厚度,mm

16

18

20

24

 

4 . 1 . 5 外加剂

外加剂标准GB8076 已经修订,本次对GB13476 1999 进行修订,外加剂的引用标准仍采用新修订的GB8076 作为引用标准。

4 . 1 . 6   掺合料

目前管桩生产中常用的掺合料有:硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰、硅灰,这四种材料均有相关的标准,但标准中规定的有些条款并不完全适用管桩,因此本次修订对硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰、硅灰的质量提出了相应要求。另外,为了促进技术进步,对于其他品种的掺合料,仍要求通过试验鉴定,确认符合管桩混凝土质量要求的才可使用。


4 . 2 一般要求
4 . 2 . 1 . 1 钢筋长度的相对误差
   
由于本次修订增加了大规格、单根桩长超过15m 的管桩,原标准中规定的“单根管桩同束钢筋中下料长度的相对差值应不大于L/5000对长管桩而言就明显太松了,再者,目前管桩生产企业基本上采用高精度钢筋定长切断机,钢筋的切断精度已得到保证,因此,本次修订将同根管桩中钢筋长度的相对差值按管桩长度分别规定误差值:“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 。

4 . 2 . 2 钢筋骨架

4 . 2 . 2 预应力钢筋的配筋

由于本次修订采用按管桩桩身有效预应力值判定管桩型号,在原标准“最小配筋率不得低于0 . 4 % ,并不得少于6 根”的前提下,为了统一结构配筋和计算,预防偷工减料,除了在附录中给出了有效预应力值的计算方法外,按有效预应力值和抗弯性能指标计算出了每种规格管桩预应力钢筋的最小配筋面积理论值,并结合实际生产的可操作性优化后,在表l 中列出了“预应力钢筋的最小配筋面积”(实际应用值),根据预应力钢筋最小配筋面积,在标准的附录B (规范性附录)中提供了与预应力钢筋最小配筋面积对应的管桩结构配筋,以方便生六“需要特别指出的是,最小配筋面积是公称直径和公称面积计算的,若采用直径负偏差的钢棒,其截面积将减小,同时混凝土有效预压应力值也将降低,因此,实际生产时,应杜绝使用直径负偏差的钢棒?!?/SPAN>

4 . 2 . 2 . 2 螺旋筋的配置

螺旋筋在管桩结构中不仅起构造筋的作用,使用时还承担抵抗水平力的作用,因此,螺旋筋的直径和螺距对管桩的抗水平力性能(抗剪性能)至关重要,在目前对建筑物要求使用寿命100 年及重视桩身抗水平力能力的背景下,原标准规定的“… 螺距最大不超过110mm 。管桩两端螺旋筋的长度范围1000 1500mm ,螺距范围在40 60mm 。螺旋筋的螺距偏差不得超过±10mm ”要求已经松了,但在实际生产中,有些管桩生产企业为了追求利益最大化,降低所谓的生产成本,随意增大螺旋筋的螺距,螺距有的扩大到200mm ,严重影响了管桩的使用寿命。日本标准JISA5373 : 2004 规定螺旋筋的螺距最大不超过110mm ,但厂家实际生产采用80 100mm ,且严格执行标准。本着提高管桩的使用寿命、增强管桩抵抗水平力的能力,本次修订对螺旋筋的螺距提出了严格要求,规定为:“管桩两端2000mm 范围内螺旋筋的螺距为45mm ,其余部分螺旋筋的螺距为80mm 。螺距允许偏差为±5mm ?!绷硗?,在实际生产中应严格限制直径为负偏差的螺旋筋的使用,螺旋筋的直径不得小于第4 . 2 . 2 . 2 款表3 的规定。

本次修订取消了架力圈,因此,架力圈的偏差等要求(原标准4 . 2 . 2 . 3 4 . 2 . 2 . 4 款)同时取消。

由于接头端板已有行业标准JC / T 947 先张法预应力混凝土管桩用端板》 ,端板的尺寸偏差等要求在JC / T 947 中有规定,对接头和桩身的要求在管桩的外观和尺寸偏差中作规定,因此,原标准的4 . 2 . 3 接头内容取消。

4 . 2 . 3 抗剪性能

目前,管桩已在全国绝大部分省市区得到广泛应用,其中不乏高等级抗震设防地区,2008 5 12 日四川汶川发生8 级大地震后,国家有关部门对GB50011 2001 建筑抗震设计规范》 进行了修订,建筑物对抗震的要求越来越高,而原标准中对管桩的抗剪性能指标没有规定,设计人员在进行桩身抗水平力设计时缺乏依据,使管桩的使用受到限制,本次修订增加了管桩抗剪性能要求及其试验方法,供有关人员参考选用。需要说明的是,标准中给出的抗剪性能是管桩在纯剪切作用下的抗剪能力,与实际使用中承受的剪力有所不同,设计人员在选用时还应根据实际地质情况进行验算。

另外,鉴于管桩竖向承载力高、抗剪能力较差的特点,对于有抗拔或抗剪要求的基础,设计人员在进行桩基设计时,应尽量采用直径较大、壁厚较厚、AB 型及其以上型号的管桩,或进行合理配桩(如下部采用A 型,中间采用AB 型,最上面一节采用B 型或C 型等),在满足抗拔或抗剪要求的前提卜,合理降低建造成本。

4 . 2 . 4 耐久性

混凝土的耐久性是目前全世界都在研究的一个重要课题,管桩在高盐高碱和冻融地区使用已成为现实,但如何使管桩在高盐高碱和冻融环境下发挥其承载力高的特点,并且使用寿命要长,与管桩的生产(包括其组分)、施工等因素有关,由于涉及面较广,因此本次修订对管桩的耐久性提出了定性的要求,定量部分洋见有关管桩的工艺规程和施工规程。

 

5 技术要求

 

5 . 1 . 2 混凝土强度等级

随着管桩生产技术的发展,混凝土制作强度等级为C60 已经不是一个难题,实际生产中,PC 管桩混凝土的设计控制强度均已达到C60 以上,因此,本次修订将预应力混凝土管桩用混凝土强度等级调整为C60

5 . 1 . 3 混凝土放张强度

本次修订将预应力混凝土管桩用混凝土强度等级调整为C60 ,根据GB50204 2002 6 . 1 . 4 条放张时,混凝土抗压强度不宜低于设计混凝土强度等级值的75 % ,即C60 管桩不低于45 MPa ,由于C80 管桩的混凝土强度是按C60 设计并经压蒸养护得到的,45MPa 的放张强度能满足要求,因此,本次修订将放张时预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩的抗压强度统一规定不得低于45 MPa 。

5 . 2 混凝土有效预压应力值

由于管桩产品结构及生产养护工艺的特殊性,目前对于管桩混凝土有效预压应力值的计算方法有多种形式,虽然GB50010 2002 中也给出了混凝土有效预压应力值的计算方法,但只适用于普通预应力混凝土构件,对离心工艺制品不适用;日本是生产和使用管桩时间最长、桩基工程中管桩使用比例最大的国家,对管桩的研究有一套完整的体系,其管桩混凝土有效预压应力值的计算方法较为合理,也为国际认可,因此,本次修订为了统一结构配筋和计算,采用日本的管桩混凝土有效预压应力值的计算方法,并在标准的附录D (规范性附录)中列出。

考虑到管桩桩身混凝土有效预压应力值的测定方法较复杂,常规检测困难,因此,检测仍以与桩身混凝土有效预压应力值对应的抗弯性能作为常规手段。

5 . 3 混凝土?;げ?/SPAN>

随着管桩应用领域的不断扩大,尤其是在有腐蚀介质地质区的应用,使得管桩的耐久性问题越来越显现,增大混凝土?;げ愫穸榷蕴岣吖茏哪途眯允欠浅S行У拇胧?,日本建设省建筑基础规范规定,基础混凝土的钢筋的混凝土?;げ愫穸炔坏陀?/SPAN>40mm ,我国JGJ94 2008 建筑桩基技术规范》 规定,预制桩钢筋的混凝土?;げ愫穸炔灰诵∮?/SPAN>30mm 。而GB13476 1999 中“预应力筋混凝土?;げ愫穸炔坏眯∮?/SPAN>25mm " ,技术指标是偏低的,不利于管桩的推广应用,因此,本次修订将预应力钢筋的混凝土?;げ愫穸鹊髡?/SPAN>40mm 。

另外,对于外径800mm 以上规格的大直径管桩,JTJ261 - 1 997 行业标准《 港口工程预应力大直径管桩设计与施工规程》 规定预应力主筋的混凝土?;げ愫穸炔坏眯∮?/SPAN>50mm ,针对800mm 以上规格的大直径管桩以及有其他特殊要求及腐蚀环境下的管桩,本次修订增加“注:用于特殊要求环境下的管桩,保护层厚度应符合相关标准或规程的要求。”

5 . 4 外观质量

原标准的外观质量是根据产品质量划分的等级分别规定。从我国管桩20 多年来的发展来看,对产品进行分等分级,在实际实施中并没有真正体现“优质优价”,可操作性不强,意义也不大,本次修订取消产品分等分级的规定,管桩的外观质量要求介于原标准合格品和一等品之间。

5 . 5 尺寸偏差

本次修订取消了产品分等分级的规定,管桩的尺寸偏差要求介于原标准合格品和一等品之间。

5 . 6 抗弯性能

本次修订采用按混凝土有效预压应力值来划分型号,由于本标准中管桩的壁厚比JISA5373 : 2004 规定的要大,满足相应的预压应力后,其抗弯性能要大大超过日本标准的指标,考虑到实际生产情况及为了与WTO 接轨,本次修订A 型、B 型和C 型直接引用日本管桩标准的抗弯性能技术指标,对于国内现生产的AB 型管桩,其抗弯性能取A 型与B 型管桩抗弯性能技术指标的中位值。

原标准在实际生产和使用时,同一外径不同壁厚的管桩采用同一配筋、同一抗弯性能指标,浪费了壁厚较厚的管桩的力学性能,本次修订提高了壁厚较厚的管桩的抗弯性能指标,同时也相应增加了其配筋率,有利于提高壁厚较厚的管桩的抗拔、抗剪性能,扩大了管桩的使用范围。

6 试验方法

6 . 1 混凝土抗压强度

原标准对混凝土抗压强度的试件等规定较笼统,不具操作性,本次修订将原标准的第6 . 1 条和7 . 1 条合并调整,不但规定了试件的制作要求,还根据GB50204 2002 的第7 . 1 . 1 条对检验强度等级和检验出厂强度的试件分别规定了试验方法,考虑到PHC 管桩采用压蒸养护工艺的特点,压蒸养护工艺的试件采用出釜后冷却至常温的检验方法。

6 . 2 混凝土?;げ?/SPAN>

原标准没有单列条款,本次修订时增加并调整了对混凝土?;げ愕募煅楣娑?。

6 . 4 抗弯试验

6 . 4 . 2 条和6 . 4 . 3

这两条是新增加的。原标准中对抗弯试验用的管桩长度没作规定,当抗弯试验用的管桩长度过短时,抗弯性能试验的检验值易受剪切力的影响,因此,只有当管桩长度L 满足:L 5x ( 6D + l . 0 ) / 3 时,可以消除剪切力的影响,按此条件得到试验用的最短单节桩长。本次修讲曾加了试验用的最短单节桩长的规定。

当检验接头弯矩时,往往桩长超长,当长度超过一定范围,管桩会因自重而断裂,从而影响检验结果。因此,本次修订增加了对单节桩长和两根管桩焊接后的长度作了限制,不得超过表1 中相应外径规定的上限值,也不得小于最短单节桩长。

6 . 4 . 4 加载程序

管桩试验加载程序与原标准相同。根据实际试验情况反馈,由于原标准中规定加荷持续荷载时间不少于3min ,试验时,加荷持续荷载时间往往在3 5min ,有的甚至更长,直接影响试验结果,管桩结构不是大型构件,受力的稳定较快,结构加荷过程中的持续荷载时间不必太长,因此,本次修订调整为3min 整。

6 . 4 . 5 弯矩计算公式

弯矩计算公式与原标准一致??悸堑娇雇涫匝槭奔雍煽缍鹊挠跋欤杂诖笾本都俺ざ瘸?/SPAN>15m 的大管桩,加荷跨度根据GB50152 混凝土结构试验方法标准》 作了相应调整。7 检验规则

7 . 2 出厂检验

出厂检验是对产品出厂时的最终检验,为评定产品交货时是否达到主要质量特性提供依据,是型式检验的一部分。出厂检验的内容包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差和抗裂性能等。

7 . 2 . 2 条批量和抽样

7 . 2 . 2 . 1 款混凝土抗压强度

原标准没有,本次修汀增加,按GBJ107 的有关规定执行。

7 . 2 . 2 . 2 款外观质量和尺寸允许偏差

经过10 多年的发展,管桩企业的生产规模已扩大至原来的10 倍,考虑到企业的检验工作量,原标准规定的‘外观质量和尺寸偏差以同品种、同规格、同型号的管桩连续生产30000m 为一批,但在4 个月内生产总数不足30000m 时仍作为一批”显然检验次数要大大增加,因此,本次修订将尺寸偏差抽样的批量改为:“以同品种、同规格、同型号的管桩连续生产300000m为一批,但在3个月内生产总数不足300000m 时仍作为一批,随机抽取10 根进行检验?!?/SPAN>

7 . 2 . 3 判定规则

7 . 2 . 3 . 1 混凝土抗压强度

原标准没有,本次修订增加,按GBJ107 的有关规定执行。

7 . 2 . 3 . 2 外观质量

原标准中对管桩外观质量的检验判定规定:“若所抽10根中,不符合某一等级的管桩不超过2 根,则判外观质量为相应等级”,由于本次修订取消了分等分级,原标准的方法就不合理,应区分重要指标和一般性指标,既要产品质量,又要对企业负责,因此,本次修订改为:

a .全部符合5 . 4 条规定或符合5 . 4 条表5 中第2 4 5 、6 、7 、8 、9 、10 项规定,其余项经修补能符合相应规定的管桩,外观质量为合格。

b .若抽取的10 根管桩全部符合a 条,则判外观质量为合格;若有3 根及以上不符合a 条,则判外观质量为不合格;若有2 根及以下不符合a 条,应从同批产品中抽取加倍数量进行复验,复验产品全部符合a 条,判外观质量为合格,若仍有1 根不合格,则判外观质量为不合格;不符合5 . 4 条表5 2 、4 、5 6 、7 、8 、9 10 项中任意一项规定的管桩,外观质量为不合格?!?/SPAN>

“这条规定中,其余项为表5 中的第1 、3 条,其要求可适当降低,但深度指标要求不能变?!?/SPAN>

7 . 2 . 3 . 3 尺寸偏差

同样,由于本次修订取消了分等分级,原标准的判定规则也应作相应调整,本着既要产品质量,又要对企业负责的原则,本次修订根据不合格的数量增加了复验的规定。

7 . 2 . 3 . 4 抗弯性能

与原标准基本一致,修订时增加了直接判不合格的规定:“若所抽二根全部不符合5 . 5 . 2 条规定,则判抗裂性能为不合格?!?/SPAN>

7 . 3 型式检验

型式检验是指按标准技术要求的规定,对产品的各项质量特性进行的全面检验,涵盖了技术要求的全部内容。

7 . 3 . 1 检验条件

由于企业生产规模的不断扩大,原标准中规定的“C )当同一规格的管桩连续生产100000m 或在6 个月内生产总数不足100000m 时”应进行型式检验,增加了企业负担,从减少企业成本的角度出发,本次修订将C )改为:“正常生产每半年进行一次。”同时取消:" f )合同规定时;g )国家或地方质量监督机构提出进行型式检验要求时。”

7 . 3 . 3 抽样

型式检验应该在出厂检验的基础上进行,因此原标准规定“在同品种、同规格、同型号产品中随机抽取10 根进行外观质量和尺寸偏差检验,,,”,抽样批改为:“同品种、同规格、同型号的出厂检验合格产品”较为合理。同时,?;げ愕募觳獠课?,以同一断面的三处不同部位较为准确。

7 . 3 . 4 判定规则

7 . 3 : 41 混凝土抗压强度

原标准没有,本次修订增加:“检查同批次管桩用混凝土抗压强度检验的原始记录?!?/FONT>

其他基本与出厂检验相同。

8 标志

根据GB / TI . 1 2000 ,本次修订取消了永久性标志的提法,将标志作为单独章节。

9 贮存和运输

本次修订增加了管桩产品的规格和长度,对不同长度管桩的堆放和吊运应采取不同的要求,尤其是长度大于15m 的管桩,增加了堆放和吊点位置的要求和规定。

10 产品合格证

原标准没有单独章节,为与其他相关标准协调,本次修订将产品合格证设为单独一章。

 

附录A 非优选系列管桩的基本尺寸和力学性能指标

 

此附录为新增加内容。由于直径350 ~、450mm 、550mm 这三种规格的管桩产品目前仅在局部地区使用,且用量较小,将列入淘汰范围,但考虑到仍有一些厂家在生产,为保证企业的经济利益,因此本次修订将这三种规格的管桩列为非优选系列,同时在附录A 中给出各自的基本尺寸和力学胜能指标,以便于生产、检验等。

 

附录B 管桩的结构配筋

 

此附录为新增加内容。根据GB50010 2002 混凝土结构设计规范》 8 . 1 . 1 条公式8 . 1 . 1 -2 : σck σpcftk  可得管桩的抗裂弯矩计算公式 Mck=σck . Wο=(σpc+ ftk). Wο ,(其中ftk 需要考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响的综合系数,C602.0,C801.9),由混凝土有效预压应力值和抗裂弯矩计算出管桩的结构配筋,详见标准附录BB.1, 结构配筋考虑了实际生产的可操作性。

 

附录C 管桩的抗剪性能及试验方法

 

此附录为新增加内容。

C.1.1

 

 

 

C .2 抗剪试验方法

抗剪试验采用与抗弯试验类似的方法,即简支梁法,利用企业或检测部门已有的检测设备,但管桩的长度和试验跨度不同。加载程序和抗裂荷载的确定按GB50152 混凝土结构试验方法标准》 中有关规定执行。

C.3 抗剪性能检验规则

由于管桩主要用于承受轴向荷载,桩身的轴向承载力和抗弯性能是首要考虑的指标,应经常检验。对于抗剪性能,只有用在有水平力的情况下需要进行验算和检验,因此抗剪性能可不作常规检验。正常情况下,可每年检验两次。

检验的规格:考虑到利用企业或检测部门已有检测设备的承载能力,直径300~600mm 管桩以直径400mm 为代表,直径700mm 以上的以直径800mm 为代表,检验代表规格的抗剪性能即可,日本对抗剪性能的检验也按此规定操作。

 

附录D 管桩混凝土有效预压应力值的计算方法

 

此附录为新增加内容。

采用的是日本的管桩混凝土有效预压应力值的计算方法,公式中预应力钢筋的抗拉强度和弹性模量、混凝土的弹性模量的取值应符合GB / T5223 . 3 2005 预应力混凝土用钢棒》 GB50010- 2002 混凝土结构设计规范》的规定。混凝土的徐变系数、混凝土的收缩率、预应力钢筋的松弛系数由于取值比较混乱、因人而异。本次标准修订过程中,标准起草工作组经过大量调研和验算,在附录D 中给出了建议值:混凝土的徐变系数取2.0、混凝土的收缩率取1.5x10-4 、预应力钢筋的松弛系数取2 . 5 % ,以便统一规范计算。

 

3 结语

 

预应力混凝土管桩是建筑桩基的一种,承载着数以万计的生命和财产的安全,为了更好的保证管桩的产品质量和使用寿命,本次修订增加了管桩规格及预应力钢筋最小配筋要求、端板最小厚度的要求、对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的管桩所使用的骨料的要求、硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰、硅灰等掺合料的质量要求、管桩的抗剪性能要求及试验方法和管桩的耐久性要求等,提高了管桩产品的技术要求,使管桩产品的试验方法和检验规则更加科学合理。修订后的GB13476 2009 先张法预应力混凝土管桩》 已于2010 31旧正式实施,希望各有关单位在标准实施过程中,及时向制标工作组反馈遇到的新情况、新问题,以便在下次标准修订时加以调整和完善。

 

 

作者简介

匡红杰,男,苏州混凝土水泥制品研究院副所长、教授级高工;GB13476 2009 先张法预应力混凝土管桩》 标准负责起草人;中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩专业委员会秘书长。