管桩基础知识技术部经理许庆平.docx

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管桩基础知识技术部经理许庆平

管桩基础知识

一管桩发展简史

二管桩产品特点

三管桩产品分类

四原材料及构造要求和质量

五管桩生产工艺过程

六管桩的吊运及堆放

七管桩的选用应遵照下列原则

一管桩发展史

在国外，混凝土桩已有近百年的历史，混凝土管桩约有70多年的历史，预应力混凝土管桩已有40多年的历史，预应力高强混凝土混凝土管桩也有30年的历史。

我国早在1944年就开始生产离心钢筋混凝土管桩RC桩，六十年代研制预应力钢筋混凝土管桩PC桩，七十年代研制悬滚工艺生产后张法预应力混凝土管桩，八十年代后期开发了预应高强混凝土管桩PHC。

由此，随着我国现代化建设的发展，建筑市场发展的需求，我国预应力混凝土管桩的生产技术和应用邻域有较大的发展，尤其是近十几年来得到快速发展。

管桩行业发展目前正健康的继续以珠江三角洲，长江三角洲为其基地，由南向北，由东向西，沿海沿江沿湖，向内陆地区发展。

二管桩产品特点

适应面积广：

适用于工业和民用建筑低承台桩基础，铁路，公路与桥梁港口码头水利市政构筑物，及大型设备等工程基础。

产口结构合理，品种规格齐全，供设计选用范围广：

外径有300—1400的壁厚不一，A型，~C型的种类管桩，桩身承载力设计值1250—5000KN。

管桩混凝土强度高：

它采用了科学配合比加掺合料，外加剂，离心成型，压力蒸养护等特殊及先进生产工艺，可确保混凝土强度等级大于C80。

桩身承载力高，抗弯性能好：

它采用了预应力混凝土用钢棒，先张法预应力张拉工艺，有较高的抗裂弯矩和极限弯矩。

其桩身承载力比其它桩种高2—5倍。

成桩质量可靠：

采用工业化大生产，有成熟的工艺和完整的质量体系支撑，可在生产过程中有效地控制。

对地质结构适应性较强：

由于其密实而耐打，有较强的穿透能力，对持力层起伏变化不大的地质条件有较强的适应性。

运输吊桩方便，桩接驳迅速：

成桩长度不受限制，用普通的电焊机即可以实现接驳。

目前还快速机械接头，接桩更迅速，并且抗拨性又好。

文明施工，现场整洁，不污染环境，符合环保要求：

施工机械化程度高，检测方便，监理强度低。

经济效益好：

其施工周期短，效率高，回报快，施工现场简单，便于管理，可节约施工费用，单位承载力造价低，综合经济效益好。

三管桩产品分类

1产品品种和代号

管桩按混凝土强度等级划分为：

先张法预应力混凝土管桩和先张法预应高强混凝土管桩；其代号分别这PC和PHC。

凡小于GB13476规定最小壁厚的先张法预应力混凝土管桩称为先张法预应力混凝土薄壁管桩，其代号为PTC。

2管桩的规格和型号应符合以下列规定，管桩按外径分为了300mm、（350mm）、400mm、（450mm）、500mm、（550mm）、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、1400mm等规格；注：

括号内规格为非优选系列，其基本尺寸见附录A，目前市场上最常用有是也是使用最多的规格的是300mm,400mm,500mm,600mm等。

3按管桩的抗弯性能或混凝土有效预压应力值分为A型，AB型，B型，C型；其相应有效预压应力分别为4.0N/mm2,6.0N/mm2,8.0N/mm2,10.0N/mm2。

4管桩结构和尺寸

管桩结构形状和基本尺寸应符合图1规定。

管桩长度应包括桩身和接头，不包括附加配件。

5管桩标志示例，产品合格证

标志：

永久性标志应采用制造厂的厂名和产品注册商标，标在管桩表面距端头1米至15米处。

临时标志为管桩标志（不包括标准编号），制造日期或管桩编号，其位置略低于永久标志。

例如：

外径500，壁厚100，长度12米的A桩预应力高强混凝土管桩的标记为：

PHC500A100—12

GB13476（生产日期）（班别）

产品合格证：

产品合格证应包括以下内容

A合格证编号；

B采用标准编号；

C管桩品种，规格，型号，长度和壁厚；

D混凝土抗压强度；

E产品数量；

F制造日期或管桩编号；

G制造厂名，出厂日期；

H检验员签名或盖章（可检验员代号表示）。

四原材料及构造要求和质量

1原材料

水泥：

应采用不低于42.5的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿碴硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，其质量分别符合GB175，GB1344的规定。

骨料：

细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.5～3.2，采用人工砂时，细度模数可为2.5～3.5，质量应符合GB/T14684的有关规定，且砂的含泥量不大于1％，氯离子含量不大于0.01％，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5％。

粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定，且石的含泥量不大于0.5％，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5％。

（生产PTC桩要求最大粒径不应大于20mm）。

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有关规定。

钢材：

1预应力主筋就采用预应力混凝土用钢棒；管桩的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。

中低松弛螺旋槽钢棒（代号HG）的规定。

抗拉强度≥1420Mpa，屈服强度≥1280Mpa，断后伸长率应大于GB/T5223.3-2005表3中延性35级的规定要求,伸长率＞5%，松驰率＜1.5%；蒸养后，钢棒抗拉强度≥1420Mpa，镦头强度≥1349Mpa（95%）。

螺旋筋宜采用冷拔低碳钢丝，低碳钢热轧圆盘条，其质量应符合GB52233，GB/T701的规定。

牌号

力学性能

抗反复弯曲次数

抗拉强度，Mpa

不大于

伸长率，%

不小于

Q195

390

30

4

Q215

420

27

Q235

490

23

端板性能应符合JC/T947的规定，材质应采用Q235B，其厚度应不小于表2的规定。

桩套箍材质的性能应符合GB/T700中Q235的规定。

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。

。

水：

混凝土拌合用水应符合JGJ63的规定。

外加剂：

外加剂的质量应符合GB8076的规定，严禁使用氯盐类外加剂。

掺合料：

掺合料宜采用硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰或硅灰等，硅砂粉的质量应符合JC/T950-2005中表1的有关规定，矿渣微粉的质量不低于GB/T18046-2008表1中S95级的有关规定，粉煤灰的质量不低于GB/T1596-2005中Ⅱ级F类的有关规定，硅灰的质量应符合GB/T18736-2002中表1的有关规定。

当采用其他品种的掺合料时，应通过试验鉴定，确认符合管桩混凝土质量要求时，方可使用。

2构造要求

预应力钢筋的加工，应清除油污，不应有局部弯曲，端面应平整，单根管桩同束钢筋中，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。

（下料长度的相对误差值不大于L/5000）；钢筋与螺旋筋的焊点的强度损失不得大于该材料标准强度的5%，钢筋镦头部位的强度不得低于该材料抗拉强度的90％。

钢筋直径

镦头直径D

镦头厚度H

φ7.1

φ13.5~φ14.5

5.5~6.5

φ9.0

φ16.5~φ17.5

6.5~7.5

φ10.7

φ19.0~φ20.0

8.0~9.0

钢筋骨架：

管桩的预应力钢筋沿其分部圆周均匀配置，最小配筋率不低于04%，并不少于6根。

常用

管桩的预应力钢筋直径和数量不得低于下表，直径大于600的管桩配筋可以按国家标准GB13476的

有关规定。

配筋率计算公式：

配筋率=每条钢筋的截面积*N/该桩型的截面积（其中N≥6）

常用管桩的预应力钢筋配置表

外径

（mm）

壁厚

（㎜）

单节桩长

（㎜）

型号

预应力钢筋

根数和直径（n*Φ）

钢筋分布圆直径

dp（mm）

最小配筋面积

（mm2）

国标（新）（300）

70

≤11

A

6Φ7.1

230

240

AB

6Φ9.0

384

B

8Φ9.0

512

C

8Φ10.7

720

国标（300）

70

≤11

A

6Φ7.1

230

240

AB

6Φ9.0

384

B

8Φ9.0

512

C

8Φ10.7

720

福建（300）

70

11

A

6Φ7.1

230

240

12

AB

6Φ9.0

384

国标（新）（400）

95

≤12

A

10Φ7.1

308

400

AB

10Φ9.0

640

≤13

B

10Φ10.7

900

C

13Φ10.7

1170

国标（400）

95

≤12

A

10Φ7.1

320

400

AB

10Φ9.0

640

B

12Φ9.0

768

C

12Φ10.7

1080

福建（400）

95

≤13

A

7Φ9.0

320

448

≤14

AB

7Φ10.7

630

≤15

B

10Φ10.7

900

国标（新）（500）

100

≤14

A

11Φ9.0

406

704

≤15

AB

11Φ10.7

990

B

11Φ12.6

1375

C

13Φ12.6

1625

125

≤14

A

12Φ9.0

406

768

≤15

AB

12Φ10.7

1080

B

12Φ12.6

1500

C

15Φ12.6

1875

国标（500）

100

≤15

A

10Φ9.0

410

640

AB

10Φ10.7

900

B

13Φ10.7

1170

C

13Φ12.6

1625

125

≤15

A

10Φ9.0

640

AB

10Φ10.7

900

B

13Φ10.7

1170

C

13Φ12.6

1625

福建（500）

100

≤14

A

9Φ9.0

420

576

≤15

AB

10Φ10.7

900

B

14Φ10.7

1260

125

≤14

A

11Φ9.0

704

≤15

AB

12Φ10.7

1080

B

16Φ10.7

1440

国标（新）（600）

110

≤15

A

14Φ9.0

506

896

AB

14Φ10.7

1260

B

14Φ12.6

1750

C

17Φ12.6

2125

130

≤15

A

16Φ9.0

506

1024

AB

16Φ10.7

1440

B

16Φ12.6

2000

C

20Φ12.6

2500

国标（600）

110

≤15

A

13Φ9.0

510

832

AB

13Φ10.7

1170

B

17Φ10.7

1530

C

17Φ12.6

2125

130

≤15

A

13Φ9.0

832

AB

13Φ10.7

1170

B

17Φ10.7

1530

C

17Φ12.6

2125

福建（600）

110

≤15

A

12Φ9.0

520

768

AB

13Φ10.7

1170

B

18Φ10.7

1620

130

AB

15Φ10.7

1350

B

21Φ10.7

1890

。

端板最小厚度ts

端板最小厚度ts

预应力钢筋直径

（mm）

7.1

9

10.7

12.6

端板最小厚度

（㎜）

16

18

20

24

常用管桩的构造要求（mm）

直径

壁厚

直径

桩端加密区L1

非加密区

L2

直径

≥4.0

桩端加密区L1

间距

非加密区

L2

长度

坡口尺寸

w*la

板厚

t1

套箍高

h1

搭接长度

h2

45±5

2000

间距

300

70

≥4.0

45±5

2000

80±5

4.0*9

≥1.5

≥120

5—7

400

95

≥4.0

45±5

2000

80±5

4.0*9

≥1.5

≥120

5—7

500

100

≥5.0

45±5

2000

80±5

4.5*10

≥1.4

≥150

5—7

600

125

≥5.0

45±5

2000

80±5

4.5*11

≥1.5

≥150

5—7

110

130

80±5

4.5*12

≥1.45

≥150

5—7

管桩预应力钢筋的混凝土内外保护层应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，除Φ300的管桩的混凝土保护层厚度不得小于25㎜外，其余规格管桩的混凝土保护层厚度不得小于40

㎜。

用于腐蚀环境下的管桩，要根据设计要求采取增加保护层厚度等措施。

（1）混凝土抗压强度

混凝土质量控制应符合GB50164的规定。

预应力混凝土管桩用混凝土强度等级不得低于C60（50），预应力高强混凝土管桩用混凝土强度等级不得低于C80。

预应力钢筋放张时，管桩的混凝土抗压强度不得低于45MPa。

（35和40）

产品出厂时，管桩用混凝土抗压强度不得低于其混凝土设计强度等级值。

预应力钢筋代换应符合下列规定：

1代换钢筋的总公称截面面积，常用管桩不得小于本规程列出的最小配筋面积；直径大于600㎜的管桩不得小于国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476中有关最小配筋面积的规定；

2预应力钢筋的几何特征，理论重量和允许最小重量应符合表的规定。

预应力钢筋的几何特征，理论重量和允许的最小重量

公称直径

（㎜）

基本直径及

允许偏差（㎜）

公称截面

面积（㎜2）

最小截面

面积截（㎜2）

理论重量

（kg/m）

允许最小重量

（kg/m）

7.1

7.25±0.15

40.0

39.0

0.314

0.306

9.0

9.15±0.20

64.0

62.4

0.502

0.490

10.7

11.10±0.20

90.0

87.5

0.707

0.687

12.6

13.10±0.20

125.0

121.5

0.981

0.954

管桩各部位的尺寸允许偏差与检查方法应符合表的规定。

8

桩套箍凹陷

凹陷深度不应大于10mm。

管桩的抗弯性能指标（抗裂弯矩和极限弯矩）不得低于国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476的有关规定。

常用管桩桩身抗裂弯矩及极限弯矩的规定值可查阅表。

管桩混凝土有效预压应力值可按国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476有关计算方法进行计算，也可按下列经验公式估算：

&pc=0.56*Aa*Fptk/A≈800n*Aa/A（3.0.12）

式中&pc-管桩混凝土有效预压应力值（N/㎜2）；

n预应力钢筋数量;

Aa单根预应力钢筋的公称截面面积（㎜2）

Fptk预应力钢筋的抗拉强度标准值（N/㎜2），取1420N/㎜2；

A管桩截面面积，按管桩直径和壁厚的理论面积计（㎜2

本规程未作规定的管桩质量的其他要求及离心混凝土强度等级评定方法，应符合国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13476的有关规定。

机械啮合接头适用于300，400，500和600的A型和AB型管桩。

其中连接销，连接板，弹簧和连接盒采用的材料，尺寸及制作要求应符合广东省标准《预应力混凝土管桩机械啮合接头技术规程》DBJ15-63-2008的规定。

桩尖应根据地质条件和设计要求选用。

常用管桩宜选用封口型桩尖。

不得采用未设桩尖管桩基础。

桩尖宜用钢板制作。

钢板的材质应符合国家标准《优质碳素结构钢技术条件》GB699或《碳素结构钢》GB/T700的有关规定，机械性能不得低于Q235B的要求；桩尖制作及焊接应符合行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定。

常用管桩的钢桩尖构造图可参见本规程附录B，直径大于600㎜管桩的钢桩尖可按设计要求制作。

五简述管桩生产工艺过程

端头板

螺旋筋

预应力

钢筋

定长切断

墩头

编笼

装笼，清模

脱模

掺合料

水泥

计量搅拌

布料

预应力

张拉

离心成型

砂

石子

外加剂

水

堆场

成品检验

压蒸养护

脱模

蒸汽养护

六管桩的吊运及堆放

六一管桩吊运应符合以下规定

1出厂前应进行出厂质量检查，其规格，批号，制作日期等应符合所属的验收批号内容。

2在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞，

3当常用管桩节长在本规程上表规定的范围内，单节管桩可用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊，吊绳与管桩夹角大于45度；若节长在本规程上表规定的范围，管桩的预应力钢筋必须增加1~2根，并经过结构验算和试验验证后方可用吊钩两端起吊，大直径管桩应按设计要求的吊点进行吊运。

4宜用平板拖车或驳船进行运输，在在装卸和运输过程中应采取可靠措施确保管桩不产生滑动和滚动。

5运至施工现场时应按有关要求逐根进行检查验收，严禁使用质量不合格及在运输过程中产生裂缝的管桩。

六二管桩成品堆放

1管桩产品堆放场地要平整夯实，按规格、类型分别堆放。

2试制品与常规产品，不合格品与合格品应分别堆放。

3管桩堆放时，最下层宜按图示的两支点位置放在垫木或砼支墩上，支承点宜在同一水平面上。

（支点位置为参考值）

4管桩堆放层数：

300不宜超过9层，400不宜超过8层，500～600不宜超过7层。

5每层堆放要平整，两端要整齐。

最下面1～2层外侧要用木楔塞住或用锁扣螺钉联接等措施防止滚动。

六三

1大型工程或用三点支撑履带自行式打桩机打桩的工程，宜按两台打桩机配备一台吊机进行取桩，吊桩作业。

2叠层堆放的管桩超2层时，应用吊机取桩，严禁拖拉取桩；

3叠层堆放的管桩不超2层时，可以采用打桩机自行拖拉取桩；叠层堆放地管桩2层时，应先拖上层然后拖下层，拖拉前应对桩的拖地用废的轮胎等弹性材料作垫托；采用机械啮合接头的管桩，宜将管桩拖拉到打桩机附近后再安装连接销。

4三点支撑履带自行式打桩机不得采用拖拉法取桩。

5拖拉取桩时应时刻注意保持打桩机的稳定。

七管桩的选用应遵照下列原则

1用于抗震设防烈度8度地区的管桩基础工程，宜选用AB桩型号或B型桩，C型桩，且选用桩型的各项力学指标应满足管桩基础的实际受力情况；

2工程地质条件较复杂的管桩基础工程宜选用AB桩型号或B型桩；

3设计等级为甲级的管桩基础工程宜选用AB桩型号或B型桩，不得选用桩身合缝和端头有漏浆的管桩，不得选用300桩；

4在地下水或地基土对混凝土，钢筋和钢零部件有腐蚀的环境下应用的管桩基础工程，应选用宜选用AB桩型号或B型桩且桩身合缝和端头不得有漏浆的管桩，同时应按规定根据不同的腐蚀性等级采用相应的防腐措施；

5抗拔桩宜选用AB型桩或B型桩，C型桩，不得选用300桩。