5 管桩制作
5.1 材料
5.1.1 水泥应采用强度等级不低于42.5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《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。 5.1.2 骨料应符合下列规定:
1 应采用洁净的硬质中粗砂或人工砂,细度模数为2.5~3.2(采用人工砂时,细度模数可为2.5~3.5)。 2 砂的颗粒级配应符合Ⅱ区级配及表5.1.2-1的要求。
表5.1.2-1 砂的颗粒级配要求 筛孔尺寸(mm) 4.75 2.36 1.18 0.6 70~41 0.3 92~70 0.15 100~90 累计筛余(%) 10~0 25~0 50~10 注:1、除4.75及0.6筛档外,允许超出,超出总量应小于5%。 2、人工砂0.15筛孔可放宽到0.1~0.08mm筛孔。 3 天然砂的含泥量应小于1%,人工砂的石粉含量应小于3%。
4 天然砂的坚固性以质量损失值计应小于8%,人工砂以压碎指标计应小于20%。 5 砂中不应混有草根、树枝、塑料等杂物,有害物质最高含量应符合表5.1.2-2的规定。
表5.1.2-2 砂中有害物质最高含量 云母(%) 1.0 轻物质(%) 1.0 有机物(比色法) 合格 硫化物及硫酸盐 (按SO2计 %) 0.5 氯化物 (以Cl离子计 %) 0.01 6 人工砂不应产生碱集料反应,其膨胀率应小于1%。
7 砂的质量指标尚应符合《建筑用砂》GB/T 14684及《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的有关规定。
8 粗骨料应采用质地坚硬、级配良好、表面粗糙的石灰岩、花岗岩等硬质类碎石。
9 碎石的压碎指标值应小于10%,风化石等软弱颗粒含量应小于3%,针片状颗粒含量应小于10%,含泥量应小于1%。
10 碎石的最大粒径不应大于25mm,且不应超过钢筋净距的3/4。 11 碎石的级配应符合表5.1.2-3的规定。
表5.1.2-3 碎石级配要求 筛孔尺寸(mm) 最佳分计筛余(%) 累计筛余(%) 26.5 0 0 19.0 12 5~17 16.0 28 15~55 9.5 38 63~92 4.75 15 85~100 2.36 4 95~100 12 碎石的质量指标尚应符合《建筑用碎石、卵石》GB/T 14685及《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的有关规定。碎石不应产生碱集料反应,其膨胀率应小于1%。 5.1.3 钢材应符合下列规定:
1 预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒,其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3中低松驰螺旋槽钢棒的规定,且钢棒的抗拉强度标准值不小于1420MPa,非比例延伸强度不小于1280MPa,钢棒的断后伸长率应符合GB/T5223.3中延性35级的规定。
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《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》
JC/T540、《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或钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,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 端板及桩套箍宜采用Q235材料,其质量应符合《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T 947及《碳素结构钢》GB/T700的有关规定。端板最小厚度按预应力钢筋直径分别为16mm(钢筋直径7.1mm)、18mm(钢筋直径9.0mm) 、20mm(钢筋直径10.7mm) 、24mm(钢筋直径12.6mm)。
5.1.4 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。
5.1.5 外加剂应经过试验验证,应适应蒸压养护,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。
5.1.6 掺合料不得对管桩产生有害影响,宜采用硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰等,其质量应分别符合《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》JC/T950、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046中S95级、《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB/T1596Ⅱ级F类的规定。
当采用其他品种掺合料时,应通过试验,符合要求后方可使用。
5.2 规格及尺寸
5.2.1 管桩按外径分为300mm、400mm、500mm、600mm等规格。
PC、PHC管桩按混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型,其对应的抗弯性能应符合本规程第5.5.7条的规定;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4MPa、6MPa、8MPa和10MPa,其计算值应在各自规定值的5%范围内,并能满足各型号桩的抗弯检验要求。
根据设计或用户要求,也可生产其他规格和类型的管桩,其质量和性能应满足本规程的有关要求。 5.2.2 管桩的结构形状和基本尺寸应符合图5.2.2和表5.2.2-1、5.2.2-2的规定。
ltDt t—壁厚 l—长度; D—外径 D-外径t-壁厚; -长度; l图5.2.2 管桩的结构形状 表5.2.2-1 PC、PHC管桩基本尺寸 外径 d(mm) 300 400 500 600 最小壁厚tmin(mm) PC 70 95 100 110 PHC 70 95 100 110 7 ○ ○ ○ ○ 8 ○ ○ ○ ○ 9 ○ ○ ○ ○ 每节桩长度 l(m) 10 ○ ○ ○ ○ 11 ○ ○ ○ ○ 12 ○ ○ ○ 13 ○ ○ ○ 14 ○ ○ 15 ○ ○ 注:1、“○”代表长度l的适用范围,表5.2.2-2同。 2、直径300mm的桩,A型、AB型、B型桩钢筋保护层厚度不应小于30mm,直径400mm及以上的桩,钢筋保护层厚度不应小于40mm。
表5.2.2-2 PTC管桩基本尺寸
外径 d(mm) 300 400 500 600 每节桩长度 l(m) 最小壁厚tmin(mm) 50 55 60 70 7 ○ ○ ○ ○ 8 ○ ○ ○ ○ 9 ○ ○ ○ ○ 10 ○ ○ ○ 11 ○ ○ ○ 12 ○ ○ 13 ○ 5.2.3 每节管桩均应明确标记其品种、规格、型号及长度,标记示例为:品种PHC、外径500mm、壁厚100mm、长度12m的A型预应力高强混凝土管桩的标记为:PHC-A500-100-12。
5.3 构造要求
5.3.1 预应力钢筋的加工应符合下列规定:
1 钢筋应清除油污,不应有局部弯曲,端面应平整,同一节管桩中预应力钢筋长度的相对差值,当钢筋长度小于等于15m时不得大于1.5mm,长度大于15m时不得大于2mm。
2 钢筋和螺旋筋的焊接点的强度损失不得大于该材料标准强度的5%。
3 钢筋镦头强度不得低于该材料标准强度的90%。钢筋镦头制作应符合《预应力混凝土用钢棒镦头机》JC/T 966有关规定。
5.3.2 钢筋的配置及成型应符合下列规定:
1 预应力钢筋沿其分布圆周均匀配置,最小配筋率不应低于0.4%,且不得少于六根。不同品种、规格、型号的管桩预应力钢筋最小配筋面积不应低于表5.3.2的规定。钢筋面积可进行等强代换。
表5.3.2 预应力钢筋最小配筋面积(mm2)
PHC PC -300-70 A 240 AB 369 B 490 C 621 A 428 PHC PC -400-95 AB 649 B 881 C 1115 PHC 100 -500- PC (125) PHC 110 -600- PC (130) A AB B C A AB B C 624 900 1210 1534 815 1214 1634 2070 (694) (1052) (1422) (1796) (904) (1367) (1846) (2344) 2 螺旋筋的直径应根据管桩规格确定,外径400mm及以下,螺旋筋的直径不应小于4mm;外径500~600mm,螺旋筋的直径不应小于5mm。螺旋筋螺距不应超过80mm。管桩两端及中部各2000mm长度范围内,螺旋筋螺距为45mm。
3 工程需要时,可增加端部锚固钢筋。 4 骨架成型后,各部分尺寸应符合如下要求:
1) 预应力钢筋间距偏差不得超过±5mm; 2) 螺旋筋的螺距偏差不得超过±5mm。
5.3.3 端板焊接接头的构造应符合下列规定:
1 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,接头端面对桩身轴线的倾斜度应小于0.5%D。 3 接头的焊接坡口尺寸宜选用有关标准设计,接头强度不应低于桩身强度。
5.4 制作工艺
5.4.1 混凝土质量控制应符合《混凝土质量控制标准》GB50164及《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB
50204的规定。
预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩用混凝土强度等级不得低于C60,预应力高强混凝土管桩用混凝土强度等级不得低于C80。
5.4.2 管桩钢模制作应符合《先张法预应力混凝土管桩钢模》JC/T 605有关规定。
管桩脱模剂应符合《混凝土制品用脱模剂》JC/T 949有关规定。
5.4.3 混凝土配料应采用电脑或电子秤称量,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±1%,粗、细骨料±2%,水、外加剂±1%。
5.4.4 采用先张法模外预应力工艺,总张拉力应符合设计规定,并宜采用应力和伸长值双控来确保预应力的控制。
5.4.5 混凝土布料应均匀,离心工艺成型应按低速、中速、高速三个阶段进行,混凝土应密实,壁厚应均匀。离心制度(转速与时间)应根据管桩的品种、规格等经试验确定。
5.4.6 常压蒸汽养护、压蒸养护应根据管桩品种、规格、不同的原材料、不同气候条件等经试验确定。 5.4.7 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标准值不得低于40MPa。
5.4.8 预应力混凝土管桩脱模后在成品堆场上需继续进行保温养护,混凝土表面应润湿,不应产生收缩裂缝。 5.4.9 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的有关规定。
5.5 检验验收
5.5.1 型式检验与出厂检验应符合GB13476及《先张法预应力薄壁管桩》JC888的有关规定。 检验项目应包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸偏差(不包括保护层厚度)、抗弯性能的检验。 5.5.2 出厂检验的批量和抽样应符合下列要求:
外观质量与尺寸偏差:以同品种、同规格、同型号的管桩连续生产300,000m为一批,但在四个月内生产总数不足300,000m时仍作为一批,随机抽取10根进行检验。
抗弯性能:在外观质量和尺寸偏差检验合格的产品中随机抽取两根进行抗弯性能的检验。 5.5.3 出厂检验时,混凝土强度检验评定应符合下列规定:
1 检验评定混凝土强度的龄期,当采用压蒸养护工艺时,混凝土强度等级的龄期为出釜后ld;采用其他养护工艺时,混凝土强度等级的龄期为28d。
2 检验混凝土质量的试件的留置,应符合下列要求:
1) 当混凝土配合比调整或原材料发生变更时,应制作三组试件;
2) 每拌制100盘或一个工作班拌制的同配合比混凝土不足100盘时,应制作三组试件。其中:一组试件
检验预应力钢筋放张时混凝土抗压强度,一组试件检验28d的混凝土抗压强度(采用压蒸养护工艺时,检验出釜后ld的混凝土抗压强度),另一组备用或检验管桩出厂时的混凝土抗压强度。
3 混凝土强度检验评定应按《混凝土强度检验评定标准》GBJ 50107执行。 5.5.4 判定规则应符合下列规定:
外观质量与尺寸偏差:所抽10根管桩中,不符合本规程表5.5.5规定的管桩不应超过两根。
抗弯性能:若所抽两根全部符合本规程第5.5.7条的规定时,则判抗弯性能合格;若有一根不符合本规程第5.5.7条的规定时,应从同批产品中抽取加倍数量进行复验,复验结果若仍有一根不合格,则判抗弯性能不合格。
在混凝土抗压强度、抗弯性能合格的基础上,外观质量和尺寸偏差全部合格,则判该产品为合格,否则为不合格。
5.5.5 外观质量应符合表5.5.5的规定。
表5.5.5 管桩的外观质量
项 目 粘皮和麻面 桩身合缝漏浆 局部磕损 内外表面露筋 表面裂缝 桩端面平整度 断筋,脱头 桩套箍凹陷 内表面混凝土塌落 接头和桩套箍 与桩身结合面 漏浆 空洞和蜂窝 合 格 品 质 量 要 求 局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%;每处粘皮和麻面的深度不大于5mm,且应修补 漏浆深度不大于5mm,每处漏浆长度不大于300mm,累计长度不大于管桩长度的10%,或对称漏浆的搭接长度不大于100mm,且应修补 磕损深度不大于5mm,每处面积不大于50cm2,且应修补 不允许 不得出现环向和纵向裂缝,但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限 管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面 不允许 凹陷深度不大于5mm,面积不大于500mm2 不允许 漏浆深度不大于5mm,漏浆长度不大于周长的1/6,且应修补 不允许 5.5.6 尺寸允许偏差应符合表5.5.6的规定。
表5.5.6 管桩的尺寸允许偏差
项 目 合格品允许偏差 ±0.5%l ≤0.5%D ≤600 t 保护层厚度(mm) 桩身弯曲度 外侧平面度 桩端板(mm) 外 径 内 径 厚 度 注:表内尺寸以设计图纸为基准。 +5 -2 +20 0 +5 0 ≤l/1000 0.5 0 -1 0 -2 正偏差不限 0 l 端部倾斜 D(mm)