福建省地方标准《先张法预应力混凝土管桩基础技.docx

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福建省地方标准《先张法预应力混凝土管桩基础技

福建省工程建设地方标准

先张法预应力混凝土管桩基础技术规程

Technicalspecificationforpretensionedspun

concretepilefoundation

2006年5月10日

本规程是根据省建设厅闽建科函[2005]1号文要求，由福建省建筑设计研究院、福州市建筑设计院主编，并会同有关设计、制作、施工、科研和教学等单位共同制订而成。

本规程在制订过程中，认真总结了省内外使用先张法预应力混凝土管桩的经验，广泛征求了有关设计、施工、勘察、科研、教学单位和建设管理部门的意见，反复讨论和修改，最终经审查定稿。

本规程共有7章5个附录，主要技术内容是：

总则、主要术语和符号、地基勘察、制作、规格和质量要求、管桩基础设计、管桩基础施工、管桩基础工程质量检验及验收等。

本规程采用的符号、计量单位和基本术语均按照国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB／T50083-97的规定。

在执行过程中,请各单位结合工程实践，认真总结经验，随时将有关意见和建议反馈回省建设厅科学技术处（地址:

福州市北大路242号邮编:

350001）。

主编单位：

福建省建筑设计研究院福州市建筑设计院参编单位:

福建省建筑工程施工图审查中心福建省建筑轻纺设计院厦门市建筑设计院有限公司福州国伟建设设计有限公司福建省建筑科学研究院中国建筑第七工程局第三建筑公司福建六建建工集团公司福建闽侯县建筑机械厂福建三和混凝土桩杆有限公司福建建华管桩有限公司福建大地管桩有限公司福清市大业管桩有限公司

主要起草人：

卢伟煌林功丁郑念屏谢益人彭伙水胡贤忠张文耀

刘珠雄施建日吴平春林栋林基闵有定吴古海

何锐成柴勤

目次

l总则1

2主要术语和符号2

2.1主要术语2

22主要符号2

3地基勘察4

4制作、规格和质量要求5

4.1规格分类5

4.2原材料要求5

4.3构造要求6

4.4生产工艺7

4.5产品质量要求8

5管桩基础设计9

5.1一般规定9

5.2桩基计算12

5.3构造要求17

6管桩基础施工18

6.1一般规定18

6.2管桩的起吊、运输和堆放19

6.3管桩的接桩（或连接）20

6.4锤击法沉桩21

6.5静压法沉桩22

7管桩基础工程质量检验及验收24

7.1锤击法沉桩收锤标准24

7.2静压法沉桩终压标准24

7.3质量检验标准25

7.4工程验收27

附录A管桩尺寸允许偏差值29

附录B管桩外观质量要求30

附录C管桩抗裂弯矩、极限弯矩及最大桩节长度31

附录D柴油锤重选择参考表33

附录E静压桩机参数表34

本规程用词说明35

条文说明37

l.0.1为了在先张法预应力混凝土管桩（以下简称“管桩”）基础设计与施工中做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境、方便施工，特制定本规程。

1.0.2本规程适用于我省工业与民用建筑工程（包括构筑物）低承台管桩基础勘察、设计、施工和质量验收。

对铁路、公路、港口、码头、水利等工程中使用管桩，应按国家有关行业标准采用。

1.0.3先张法预应力混凝土管桩，先张法预应力高强混凝土管桩,适用于抗震设防烈度7度及7度以下地区；先张法预应力混凝土薄壁管桩，适用于抗震设防烈度6度及非抗震地区。

1.0.4管桩不宜在下列场地中应用：

1土层中夹有难以消除的孤石、障碍物，或含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层；

2管桩难以贯入的岩面上无适合作桩端持力层的土层，或持力层较薄且持力层的上覆土层较松软；或管桩难以贯入的岩面埋藏较浅且倾斜较大。

1.0.5除执行本规程外，尚应符合现行国家和行业有关标准、规范的规定。

凡未注明日期的引用文件，其最新版本适用本规程。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1管桩concretepipepile本规程所称的管桩是指采用离心成型的先张法预应力混凝土环形截面桩。

2.1.2管桩基础Concretepipepilefoundation由打（压）入土（岩）层中的管桩和连接于桩顶的承台共同组成的建（构）筑物基础。

2.1.3填芯混凝土cavity-fillingconcrete

灌填在管桩顶部内腔的混凝土，该混凝土强度等级比承台提高一级，且不得低于C30,且

应在填芯混凝土中掺入微膨胀剂。

2.1.4送桩pilefollowing打桩过程中，借助送桩器将桩项沉至地面以下的工序。

2.1.5收锤标准conditionforstophammering将桩端打至预定深度附近时终止锤击的控制条件。

2.1.6终压标准conditionforstoppressing为满足静压桩设计要求而制订的压桩施工终止时的控制措施和条件。

2.2符号

2.2.1抗力和材料性能

c——桩身混凝土轴心抗压强度设计值；

cu,k

边长为150mm勺桩身混凝土立方体抗压强度标准值;

t——桩身混凝土轴心抗拉强度设计值；

Qc——相应于荷载效应基本组合时单桩竖向承载力设计值;

Qct――相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值；

Qp――桩身竖向极限承载力；

qpa桩端端阻力特征值；

qsia桩第i层土（岩）的侧阻力特征值；

Ra单桩竖向承载力特征值；

Rta――单桩抗拔承载力特征值；

RHa――单桩水平承载力特征值；

Rm――桩身的抗弯承载力设计值；

222作用和作用效应

Fk相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；

Gk――桩基承台自重及承台上土自重标准值；

Gpk——桩身自重标准值，地下水位以下应扣除浮力；

Hk――相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面的水平力；

Hik――相应于荷载效应标准组合时，作用于任一单桩的水平力；

M――相应于荷载效应基本组合时，作用于单桩的弯矩设计值；

Mxk、Myk相应于荷载效应标准组合作用下承台底面通过桩群形心的x,y轴的力矩；

Qk相应于荷载效应标准组合轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力：

Qik――相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力：

Qikmax相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下单桩最大竖向力：

-pc——桩身截面混凝土有效预压应力；

2.2.3几何参数

A桩身横截面面积；

AP――桩底端横截面面积（桩尖水平投影面积）；当采用开口型桩尖时，按封口型桩尖计

算水平投影面积

As――管桩内孔受拉钢筋面积

d管桩外径；

li――桩穿越第i层土（岩）的厚度；

La――填芯混凝土的长度；

Up――桩身外周边长度；

Um――管桩内孔圆周长度；

xi、yi——桩i至桩群形心的y、x轴线的距离；

2.2.4其它

n——桩基中的桩数：

0――结构重要性系数：

'i——抗拔系数；

m——土的水平抗力系数的比例系数；

:

――管桩的水平变形系数。

3地基勘察

3.0.1管桩基础的地基勘察应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021或《高层建筑岩

土工程勘测规程》JGJ72有关规定和要求，详细勘察阶段应符合本规程有关规定和要求。

3.0.2勘探孔的间距宜为14m~24m每项工程或大型项目的每个单位工程的勘探布点不宜少于5

个。

当相邻勘探点所揭露的持力层层面坡度大于10%时，勘探孔的间距应适当加密，并绘制持力

层等高线，以供设计、施工时参考。

3.0.3勘探孔的深度应满足提供管桩持力层的设计要求，应深入管桩桩端平面以下3m~6m控制

性钻孔的深度应满足下卧层验算要求。

具有软弱下卧层时，钻孔深度应达到桩基变形计算深度下

2m~3m并应满足强度验算要求。

3.0.4在勘探深度内，对每一土层宜进行动力触探试验或静力触探试验，提供设计所需参数。

对

饱和粘性土应测定其灵敏度，提供设计参考。

4管桩制作、规格和质量要求

4.1规格分类

4.1.1管桩按桩混凝土强度等级及壁厚分为：

预应力高强混凝土管桩（代号PHC）预应力混凝土

管桩（代号PC）、预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。

PHC桩混凝土强度等级不低于C80,PC桩和PTC桩混凝土强度等级不高于C80但不低于C60。

PHCPC桩壁厚一般为75mm~130mm大直径桩壁厚可达150mmPTC桩壁厚较小，一般为55mm~70mm

4.1.2管桩按外径主要分为300mm400mm500mm550mm600mm800mm1000mm等规格。

4.1.3管桩按抗弯性能或有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型等,其有效预压应力值分别为4Mpa6Mpa8Mpa10Mpa,其计算值应在各自规定值的二5%范围内，管桩的抗弯性能应符合附录C的规定。

预应力混凝土薄壁管桩主要考虑承受纵向压力，其抗弯性能应满足管桩吊运和

堆放要求。

4.2原材料要求

4.2.1水泥应采用强度等级不低于R42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、

粉煤灰硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GBI75、《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》GBl344的规定。

4.2.2骨料的质量应满足下列要求：

1骨料应采用碎石，PHC桩、PC桩的碎石最大粒径应不大于25mmPTC桩的碎石最大粒径应不大于20mm且均不应超过钢筋净距的3/4和壁厚的1/3，其质量应符合《建筑用卵石、碎石》GB/T14685的规定；

2细骨料宜采用洁净的中粗砂，细度模数为2.3-3.4，其质量均应符合《建筑用砂》GB/T14684的规定。

4.2.3钢材的质量应答下列要求：

1预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒，预应力混凝土用钢丝，其质量应符合《预应力混

凝土用钢棒》YB/T111和《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223的规定；

2螺旋筋宜采用冷拔低碳钢丝、低碳钢热轧圆盘条，其质量应分别符合《冷拔钢丝预应力混

凝土构件设计与施工规程》JGJI9、《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701的规定；

3端部锚固钢筋、架立圈宜采用低碳钢热轧圆盘条和钢筋混凝土热轧带肋钢筋，其质量应分

别符合《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GBl499的规定；

4端板、桩套箍宜采用Q235钢，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700的规定。

4.2.4混凝土拌合用水的质量应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。

4.2.5外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》GB8076的规定，严禁使用氯盐类外加剂。

4.2.6掺合料不得对管桩产生有害影响，使用前必须进行试验验证。

4.3构造要求

4.3.1钢筋骨架应符合下列规定：

l预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置。

最小配筋率不低于0.4%,且不少于6根。

2螺旋筋的直径应根据管桩外径确定。

管桩外径450mm以下的螺旋筋直径应不小于4mm管桩外径500mm~600m的螺旋筋直径应不小于5mm管桩外径800mm~1000m的螺旋筋直径应不小于6mm管桩螺旋筋的螺距最大不超过110mm在管桩两端1000mm~1500m范围内螺旋筋的螺距宜为40mm~60mm

3端部锚固钢筋和架立圈应按设计图纸确定，采用钢筋骨架滚焊机制作的骨架可不设架立圈。

4骨架成型后各部分尺寸应符合下列要求：

1）预应力钢筋间距偏差不大于_5mm

2）螺旋筋的螺距偏差不大于土10mm

432管桩预应力筋的混凝土保护层厚度应符合下列要求：

1PHC、PC桩不应小于25mm

2PTC桩不应小于20mm

4.3.3管桩接头可采用机械连接或焊接，

1机械连接应符合《预应力混凝土管桩机械快速连接接头施工及验收规程》DBJ13-58-2004

的规定。

2焊接应符合下列规定：

1）应符合管桩接头端板的宽度不应小于管桩的壁厚；

2）接头的端面必须与桩身的轴线垂直；

3）接头的焊缝坡口尺寸应按设计确定，焊条宜采用E4303或E4316焊条，其质量应满足《碳钢焊条》GB/T5117的规定。

4.4生产工艺

4.4.1钢筋的加工应符合下列规定：

l钢筋应清除油污，不应有局部弯曲，端面应平整，单根管桩同束预应力钢筋下料长度的相

对误差不应大于L/5000;

2预应力钢筋镦头强度不得低于该材料标准强度的90%;

3预应力筋和螺旋筋焊接点的强度损失不得大于该材料标准强度的5%，松脱的焊点应用钢

丝绑扎。

4.4.2采用先张法模外预应力工艺，总张拉力应符合设计规定，在应力控制同时检测预应力钢筋的伸长值，当发现两者数值有异常时，应检查、分析原因、及时处理。

4.4.3混凝土配料应采用电子秤称量，并应采用强制式搅拌机进行搅拌。

各种材料称量的允许误

差为：

水泥、掺合料土1%,粗、细骨料土2%,水、外加剂土1%。

4.4.4采用浇灌机对混凝土布料应均匀，离心工艺成型应按慢速、中速、高速三个阶段进行，以

保证混凝土密实及壁厚均匀。

4.4.5蒸汽养护工艺应按预养、升温、恒温、降温四个阶段进行，升温速率每小时不宜超过250C,恒温温度不宜超过900C；压蒸养护在脱模以后应按升压升温、恒压恒温、降压降温三个阶段进

行。

4.4.6放张预应力筋时，与管桩相同条件养护的混凝土试件的抗压强度不得低于40MPa

4.5产品质量要求

4.5.1管桩的混凝土强度等级应符合下列要求：

1PHC桩不应低于C80;

2PC、PTC桩不应低于C60o

4.5.2管桩的尺寸允许偏差应符合附录A的规定。

4.5.3管桩的外观质量应符合附录B的要求。

4.5.4管桩的抗裂弯矩与极限弯矩应符合下列要求：

1PHCPC桩的抗裂弯矩、极限弯矩及最大桩节长度应符合附录C中表C.0.1的规定；

2PTC桩的抗裂弯矩、极限弯矩及最大桩节长度应符合附录C中表C.0.2的规定。

4.5.5本规程未作规定的其他要求，如管桩的堆放、吊运等应分别符合《先张法预应力混凝土管

桩》GBI3476和《先张法预应力混凝土薄壁管桩》JC888标准的有关规定。

4.5.6管桩的混凝土强度必须达到设计强度，常压养护应满14天龄期，压蒸养护应满1d龄期.

4.5.7桩尖采用钢板制作，钢板材质应符合《碳素结构钢》GB/T700的有关规定，材料的机械

性能不应低于Q235钢要求，桩尖制作和焊接应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81和福建省

建筑标准设计图集的要求。

4.5.8管桩结构、配筋、接头等的规格与构造详见设计或福建省建筑标准设计图集。

5管桩基础设计

5.1一般规定

5.1.1根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响

正常使用的程度，将管桩基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况，按表5.1.1选用。

表5.1.1管桩基础设计等级

设计等级

建筑与地基类型

甲级

重要的工业与民用建筑物

30层以上的高层建筑

体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物

大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）对桩基变形有特殊要求的建筑物

对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物

乙级

除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物

丙级

场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑一般工业建筑，次要的轻型建筑物

5.1.2管桩基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定：

1当按单桩承载力确定桩数量时，传至承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。

相应的抗力应采用单桩承载力特征值；

2当计算桩基沉降时，传至承台底面上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。

相应的限值应为地基变形允许值；

3在计算承台内力、确定承台高度、配筋和验算桩身强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的桩基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的荷载分项系数。

相应的抗力应采用承载力设计值。

4管桩基础设计安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数0应按有关规范的规定采

用，但结构重要性系数0不应小于1.0。

5.1.3管桩基础设计应具备下列基本资料：

I符合本规程第3章规定的岩土工程勘察报告；

2建筑场地与环境条件，包括地上及地下管线、地下构筑物的分布，可能受到影响的邻近建筑物或构筑物的地基及基础情况，施工机械进退场及现场运行条；

3建筑物上部结构类型及形式、荷载、分布及性质、生产工艺等对基础沉降、水平变位的要求；

4建筑场地总平面图、建筑物地下室或首层结构平面图;

5抗震设防的有关资料；

6桩规格、接头形式及供应条件；

7沉桩设备性能及其对地质条件的适应性。

5.1.4管桩基础应根据承载能力和变形控制的要求进行下列计算或验算：

1根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向（抗压或抗拔）承载力计算和水平承载力计

算；

2桩身承载力验算；

3计算承台内力并验算其承载力；

4桩基沉降计算；

5当桩端持力层下存在软弱下卧层时，桩端以下的持力层厚度一般不宜小于5倍桩身直径，

并按实体深基础法验算软弱下卧层的承载力和变形；

6对管桩基础设计等级为甲级且水平荷载较大或水平变位要求严格时，应作桩基水平变位验

算；

7当使用条件要求限制混凝土裂缝时，应作裂缝控制验算。

5.1.5管桩的布置应符合下列规定：

I桩的中心距不得小于表5.1.5的规定值；

2采用多桩或群桩时，宜使桩承载力合力点与其上部结构竖向长期荷载作用点相重合；

3宜以较厚均匀的坚硬粘性土层、密实碎石（砂、粉）土层、全风化或强风化岩层作桩端持力

层；桩端进入持力层的深度不应小于500mm且对粘性土、粉土、残积土、全风化岩不宜小于2.0d，

砂土不宜小于1.5d，碎石类土、强风化岩不宜小于1.0d；

4管桩用作摩擦型桩时，桩的长径比不宜大于100；管桩用作端承型桩时，桩的长径比不宜

大于80。

当桩穿越厚度较大的淤泥等软弱土层、承台底面有可液化土层时，应考虑桩的稳定性及对承载力的影响；

5选定桩长时，应减少接桩，接桩位置应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中；

6同一结构单元宜避免采用不同类型的桩及受力性质差别较大的同类型桩；

7同一承台的桩数不宜少于2根，当2根桩以下时，应加强承台间的拉结；

8布桩时，应考虑挤土效应对桩和周围环境的影响。

布桩平面系数不宜大于6.0%，当穿越深

厚软土时，不宜大于4.0%。

表5.1.5管桩的最小中心距

桩基情况

桩的最小中心距

独立承台内桩数超过30根，大面积群桩

4.0d

独立承台内桩数超过9根，但不超过30根条形承台内排数不少于3排

3.5d

其他情况

3.0d

注：

1桩的中心距指两根桩横截面中心点之间的距离；

2d为管桩外径：

3当桩穿越较厚软弱土层且桩端进入持力层的深度小于本条第3款规定值时，桩中心距应适当加大；

4当静压管桩采用开口型桩尖时，独立承台内桩数超过30根及大面积群桩的最小中心距可适当减少，但

不得小于3.5d；

5.1.6PTC桩不宜承受水平荷载或用作抗拔桩。

5.1.7预应力管桩持力层若为遇水软化土（岩）层，而施打（压）后持力层可能进水时，设计应采

取以下之一措施。

1应在终桩后立即往桩孔中灌强度等级C20混凝土，高度不小于1.5米；

2采用封口型桩尖，焊缝要连续饱满不渗水；

3第一节管桩用尖头形封闭混凝土桩尖。

5.1.8管桩基础承台设计应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关承台计算及构

造要求的规定外，尚应符合下列规定：

1承台的混凝土强度等级应满足桩上局部承压的要求；

2柱下单桩承台，应在纵横两个方向设置能承受各自方向柱底弯矩的连系梁，连系梁的线刚

度不宜小于柱的线刚度，且连系梁的宽度不应小于250mm

3两桩桩基的承台，应在其短向设置能承受该柱底弯矩的连系梁，连系梁的线刚度不宜小于

柱的线刚度，且连系梁的宽度不应小于250mm

4在抗震设计时，承受该柱底弯矩的连系梁，梁端箍筋应按框架梁端加密区的要求设置。

3水平力作用下

式中Fk---相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；Gk---桩基承台自重及承台上土自重标准值；

Qk---相应于荷载效应标准组合轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力;n----同一桩基承台中的桩数；

Qik---相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力；

Mxk、Myk----相应于荷载效应标准组合作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的力矩；

x、yi——桩i至桩群形心的y、x轴线的距离；

Hk――相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面的水平力；

Hik――相应于荷载效应标准组合时，作用于任一单桩的水平力。

5.2.2对于主要承受竖向荷载的抗震设防区桩基，当满足《建筑抗震设计规范》GB5001I第4.2.1条和4.4.1条规定条件时，可不进行管桩基础抗震承载力计算。

5.2.3非液化土中桩基的抗震验算及存在液化土层的桩基抗震验算，应按《建筑抗震设计规范》

GB50011的有关规定执行。

5.2.4单桩承载力应按下式计算:

1轴心竖向力作用下

QkERa（524-1）

2偏心竖向力作用下，除满足公式（5.2.4-1）夕卜，尚应满足下式要求:

Qikmax叮.2R（524-2）

3水平荷载作用下

Hik乞Rua（524-3）

式中Ra――单桩竖向承载力特征值：

Qikmax相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下单桩最大竖向力；

Rua--单桩水平承载力特征值。

4当缺少单桩水平荷载试验资料时，可按变形控制采用（524-4）式估算管桩基础单桩水平承载力特征值：

RHa

（524-4）

式中Ec――管桩桩身混凝土的弹性模量；

I――管桩横截面惯性矩；

Xoa――管桩桩顶允许水平位移；

5.2.4-1取值;

Vx――管桩桩顶水平位移系数，按表――管桩的水平变形系数；

5mb0

：

Ecl

式中m――土的水平抗力系数的比例系数，可按表524-2选用;

bo――管桩桩身计算宽度（m）,bo=0.9（1.5d+0.5）

d——管桩外直径。

表5.2.4-1管桩桩顶水平位移系数Vx

桩顶约束情况

桩的换算深度（Gl）

Vx

铰接

4.0

2.441

3.5

2.502

3.0

2.727

2.8

2.905

2.6

3.163

2.4

3.526

固接

4.0

0.940

3.5

0.970

3.0

1.028

2.8

1.055

2.6

1.079

2.4

1.095

表5.2.4-2地基土的水平抗力系数的比例系数m值

序号

地基土类别

m值

（MN/m2）

相应桩顶面处的水平位移

（mm

1

淤泥，淤泥质土

2.0~4.5

10

2

流塑（Il>1），软