锤击式预应力混凝土管桩

广东省标准DBJ/T15-22-2008锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程广东省建筑设计研究院容柏生2009－07本规程1998年（以下简称原规程）开始实施，成为我省以致我国第一本针对管桩基础的专业规程。原规程的实施，大大地促了进了我省管桩的使用，到去年，总用量已达约5亿延米之多。在我省建筑工程领域方面作出了卓越贡献。也促进了我国管桩工程技术和应用的发展。原规程于2002年被评为工程建设优秀标准。原规程包含了对应于管桩工程的岩土勘察、桩身质量、设计、施工、检测和验收等方面的规定，内容全面而丰富，可操作性强。实施该规程后，勘察、设计、施工、监理等方面的人员均有章可循。根据所了解的资料，凡是全面遵守该规程的管桩基础工程，目前为止，尚未发现由于管桩基础而造成建筑物重大事故的实例，这说明了建筑物使用管桩基础是可靠的，也说明了原规程是可行和合理的。2003年，经原规程编写组申请，省建设厅下达了修编任务。修编的原因有如下几方面：•一般情况下，规范（规程）经过5年左右的使用，需要根据使用的情况（经验、教训和有关方面的发展等）进行修编；•随着我国建筑工程质量水准的提高，管桩基础的质量也应有所提高（GB13476）；•我国关于基础工程的设计方法有较大的改变（主要是地基和桩基的承载力的表达）。本次修编的特点及主要内容为：•保持与国家标准、广东省标准和有关行业标准一致；•单桩承载力基本保持原来水平，但对工程质量和管桩的质量有新的和较高的要求；•吸纳推广较成熟的与管桩有关新技术、新工艺、新机械等；•加大对工程桩质量监督和检查的力度，把好工程质量关；•规程条文力求详细和有较强的操作性。1总则1.0.1贯彻执行国家技术经济政策，增加了“保护环境”的要求。管桩施工会有噪声、振动、挤土和油烟等污染，对周围环境有一定的污染。设计人员选用管桩时应考虑环境保护问题；不在环境保护法规不允许打桩的地方使用，在允许打桩的情况下，也应采取必要的措施，把打桩引起的环境污染减低到国家法规允许的范围内。1.0.2本规程适用于工业与民用建筑中低承台管桩基础的岩土工程勘察、设计、施工及质量检测和工程验收。其它工程类别可参考使用。1.0.3本规程适用于锤击贯入法施工的管桩基础（不适用于静压法，该法的规程在编制中）。当采用本规程时，应配套遵守本规程中的各项规定。1.0.4本规程适用于非抗震和抗震设防烈度为6、7、8度的地区。1.0.5管桩基础宜选择强风化岩、坚硬黏性土、密实砂土等岩土层作为持力层。下列地质条件不宜采用或慎用管桩：1持力层以上含有较多且难以清除又严重影响打桩的孤石、风化球或其它障碍物2持力层以上含有不适宜作桩端持力层且不易贯穿的硬夹层3基岩面上没有合适持力层的岩溶地层4基岩以上为淤泥等松软土层，其下直接为中或微风化岩，或中风化岩上只有较薄强风化层5桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩6地下水或地基土对管桩有强腐蚀的岩土层5管桩基础设计5.1一般规定5.1.3管桩基础设计时，所用的荷载效应最不利组合及相应的抗力与变形限值应符合：1按单桩承载力决定桩数时，传至承台底面上的荷载效应应按相当于正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，相应抗力应采用单桩承载力特征值。（标准组合）（基本组合）2当计算桩基变形时，传至承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态荷载效应的准永久组合，不计入风荷载和地震作用。相应的限值应为桩基变形允许值。3在计算管桩基础承台内力，确定承台高度、配筋和验算管桩桩身强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。相应的抗力应采用承载力设计值。当需要验算承台和桩身变形、裂缝宽度时，按正常使用极限状态荷载效应的标准组合。5.1.4在进行基础结构构件的截面承载力计算或验算时，可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),（荷载效应基本组合的设计值）S=1.35Sk（Sk—荷载效应的标准组合值）计算时组合值系数取1(不考虑活荷载折减),S=1.30Sk2永久荷载与可变荷载（包括竖向荷载、风或地震作用等）组合，取S=1.25Sk5.1.5管桩基础设计应根据承载力和变形控制要求进行下列计算或验算：1桩基的竖向（压或拉）和水平承载力计算2桩身强度验算3计算承台内力并验算其承载力4桩端下有软弱下卧层时，验算其承载力5对桩中心距≤4d的群桩基础，可视作一假想实体深基础进行承载力和变形验算6对变形要求严格时作沉降或水平变位验算7必要时尚应作抗裂或裂缝宽度验算5.1.6管桩的选用应遵照下列原则：1用于抗震设防烈度8度的桩基工程，宜选用AB型或B型、C型且力学指标满足要求；2地质条件较复杂时宜选AB型或B、C型桩3设计等级为甲级时，宜选用AB型或B型、C型桩，不得选用有漏浆的和f300管桩；4在有腐蚀的环境下，应选AB型或B型、C型且不得有漏浆的和f300管桩，并应按本规程5.3.6条规定采取相应的防腐措施；5抗拔桩宜选AB型或B型、C型桩，并应按本规程5.3.5条规定选择合适的桩接头形式。5.1.7管桩的平面布置可按下列原则进行：1相邻桩的中心距应满足右表要求；2采用多桩或群桩时宜使桩群承载力合力点与其上构件竖向长期荷载作用合力中心重合，并使群桩在受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩；3同一结构单元宜避免同时采用摩擦桩和端承桩或同时采用浅基础和管桩基础，当条件受限制而采用时，则应估计其可能产生的差异沉降对上部结构的影响，必要时应有相应加强措施。桩基情况相邻桩中心距独立承台内桩数超过30根；大面积群桩不宜小于4.0D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排不宜小于3.5D其它情况不得小于3.0D5.1.8桩的长径比：摩擦桩不宜大于100，端承桩不宜大于60当管桩穿越厚度较大的淤泥等软弱土层或液化土层时，应考虑桩身的稳定性及对承载力的影响5.1.9桩端进入持力层的深度：黏性土、粉土、砂土、全风化岩等，不宜小于2d，卵石、碎石土、强风化岩等，不宜小于1.5d5.1.10～5.1.13（略）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且桩径相同的多桩或群桩基础中，单桩桩顶作用力应按下列公式计算：（计算承台中单桩承担的力，略）本版所用的计算方法与原规程完全相同，公式的形式也一样。所不同者，原规程中，力是用设计值（考虑分项系数）表达，而本版则是用相当于正常使用极限状态下荷载效应的标准组合（不考虑分项系数）。5.2.2单桩竖向抗压承载力计算应符合下列设计表达式：（形式为：作用力≤承载力，略）本版中的有关计算公式与原规程在形式上完全相同。原规程中用的是极限状态设计方法，因而作用于单桩的竖向力为设计值（考虑分项系数），同时带有重要性系数g0，本版用的是相应于荷载效应标准组合的力（带脚码k）；桩的承载力原规程为设计值，而本版用的是特征值（带脚码a）。5.2.3单桩竖向抗压承载力特征值可按下列规定确定（提供了三种方法）：1当管桩桩基设计等级为甲级且地质条件较复杂时，或当地使用管桩的历史较短设计经验不足时，单桩竖向抗压承载力特征值应在设计阶段通过打静载试验桩确定。………（桩数，试验时间）2当工程处于应用管桩多年且设计经验脚丰富的地区，单桩竖向抗压承载力特征值可利用工程桩在正式施工前进行试打桩并配合高应变动测法确定。（1％，≥5根）3当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压承载力特征值Ra时，可按下列公式估算：Ra=Up∑xsiqsiali+xpqpaAp式中：前一项是各层土桩周摩擦力总和，后一项是桩端支承力。式中xsi,xp分别为侧阻和端阻修正系数分别为侧阻和端阻力特征值由表5.2.3-1；5.2.3-2和5.2.3-3查出。qsia,qpa5.2.4高应变动测法试桩结果用于确定管桩竖向承载力特征值时，除应符合本规程5.2.3条及广东省标准《建筑地基基础检测规范》中的有关规定外，尚应符合下列规定：1相同条件试桩的动静对比资料较多；2试桩经验丰富（指动测试验·）；3试验结果除应提供单桩竖向极限承载力外，尚应提供本规程6.1.7条所列的信息数据和资料（对高应变动测法配合测试时测试结果的要求，包括侧和端阻，桩身压拉应力、完整性和打桩时有关记录）5.2.5除按地基岩土条件确定管桩的承载力外，桩身混凝土强度等级应满足桩的抗压承载力设计要求。对于轴向受压的管桩，当不考虑桩身构造配筋的作用时，应符合下列规定：Q≤Rp（基本组合，设计值）5.2.6管桩桩身结构竖向抗压承载力设计值可按下列公式计算：Rp＝yc·fc·Ayc成桩工艺系数，PHC桩取0.70PC桩取0.755.2.7承受竖向拔力的管桩基础，应按下式验算单桩的抗拔承载力：Qik≤Rta（标准组合）5.2.8单桩竖向抗拔承载力特征值应按下列规定确定：1宜通过现场竖向抗拔静载数试验确定。2当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗拔承载力特征值Rta时，可按下列公式估算：Rta＝Up∑lixsiqsiali＋0.9Gp5.2.9桩身应满足抗拔强度要求：Qt≤spcA（基本组合）5.2.10承受水平力的管桩基础，其单桩的水平承载力应符合下列规定(标准组合)：Hik≤Rha或Hik≤1.25Rha(有地震组合)5.2.11单桩的水平承载力特征值宜通过现场单桩水平荷载试验确定。………满足桩最小中心距的同一承台中的多桩或群桩的水平承载力特征值可视为各单桩水平承载力特征值之和，5.2.12当桩的水平承载力由水平位移控制且缺少水平荷载试验资料时，可按下式估算：Rha=0.75(a3EI/Vx)xoa5.2.13当管桩身仅受弯矩作用时，应符合下列规定：M≤Rm(基本组合)Rm－桩身的抗弯矩承载力设计值；当桩身不允许开裂时，可按本规程3.0.11条桩身抗裂弯矩除以1.2确定；当桩身允许开裂时，按桩身极限弯矩除以1.6确定。5.2.14当桩周土体因外界因素的影响而产生大于管桩的沉降时，应考虑由此而引起的桩侧负摩擦力对管桩承载力及沉降的影响。桩侧负摩擦力可按省地基规范规定估算。5.2.15管桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值。当有可靠地区经验时，对地质条件不复杂、荷载均匀、对沉降无特殊要求的管桩基础可不进行沉降验算。对以下管桩基础应进行沉降验算：1设计等级为甲级的管桩基础；2体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的管桩基础；3以桩长控制作为收锤标准的管桩基础。5.2.16管桩基础沉降量估算方法及建筑物的沉降允许值按省地基基础设计规范执行。5.2.17根据管桩基础的特点和广东的工程经验，也可利用单桩静载试验资料数据来估算管桩基础的最终沉降量。当管桩桩端持力层为N≥50的强风化岩或N≥30的中粗砂、砾砂、碎石类土层时，最终沉降量可按单桩静载试验时单桩承载力特征值所对应的试验桩桩顶沉降量的2.0～3.0倍进行估算；选择其余桩端持力层的管桩基础的最终沉降量，可按单桩静载试验时单桩承载力特征值所对应试验桩桩顶沉降量的3.0～4.0倍进行估算.5.2.18当管桩基础的桩端持力层为强风化、全风化泥岩或其它遇水易软化或崩解的风化岩（土）层时，设计应注意下列问题：1单桩承载力问题：此时的单桩承载力特征值比常规情况下降低20％～30％,甚至更低；入土深度较短的桩，单桩承载力特征值宜通过试验桩确定；2桩尖的密封性问题：应采用封口型桩尖，焊缝要连续饱满不渗水，且宜在施打过程中往桩孔底灌注高度为1.5～2.0m的C30细石混凝土；3送桩深度问题：送桩深度不宜超过1.0m。5.3构造要求和防腐蚀措施•管桩与承台的连接（抗压桩和抗拔桩）•管桩的接长及连接接头•宜用机械啮合接头的情况•防腐蚀措施（略）桩基抗震设计承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层。且桩承台周围无淤泥、淤泥质土或未压实的填土时，下列桩基可不进行桩基抗震承载力验算：1.6度设防的一般工业与民用建筑；2.7度和8度设防区，单层或多层、高度不大于25m的混合结构建筑；3.7度和8度设防区，