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国标GB13476-1999《先张法预应力混凝土管桩》修订简介

混凝土 2008-11-05

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　　一、修订工作的指导思想
　　
　　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、与国际接轨、保证管桩产品质量，促进管桩行业健康发展、使标准更具合理性和可操作性等。
 
　　二、本标准与GB13476-1999的主要差异
　　
　　1、修订
　　
　　修订了引用文件的表示方法；
　　修订了产品分类；
　　修订了原材料及构造要求；
　　修订了技术要求；
　　修订了试验方法；
　　修订了检验规则；
　　修订了标志、产品合格证；
　　修订了贮存、运输；
 
　　2、增加
 
　　增加了管桩规格及预应力筋最小配筋面积；
　　增加了对端板最小厚度的要求；
　　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要求；
　　增加了掺合料采用硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰的质量要求；
　　增加了抗弯试验用管桩最短单节桩长的要求；
　　增加了外径大于800mm且单节桩长大于15m管桩的弯矩计算公式；
　　增加了管桩吊装的要求；
　　增加了管桩的结构配筋；
　　增加了管桩的抗剪性能；
　　增加了非优选系列管桩规格及其力学性能指标；
　　增加了混凝土有效预压应力计算方法；
 
　　3、取消
 
　　取消了对产品分等分级的规定。
 
　　三、修改内容
 
　　1、产品规格
 
　　GB13476-1999：管桩按外径分为：300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、800mm和1000mm。
 
　　送审稿：管桩按外径分为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，其基本尺寸和力学性能指标见附录C。
 
　　2、产品型号及判定依据
 
　　GB13476-1999：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型和C型。管桩的抗弯性能应符合5.5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4.0N/mm2、6.0N/mm2、8.0N/mm2和10.0N/mm2，其计算值应在各自规定值的±5％范围内。
 
　　送审稿：管桩按混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型。
 
　　管桩混凝土有效预压应力值公式中预应力钢筋的弹性模量、混凝土收缩系数、混凝土徐变系数、预应力钢筋的松弛系数，按下表中的参数取用。
计算参数表   
序 号
名       称
符 号
数    值
    1
钢筋弹性模量
Ep
2×105(MPa)
    2
  预应力钢筋初始的拉应力
σpi
0.7fpyk
    3
混凝土收缩系数
εc
1.5×10-4
    4
混凝土徐变系数
Ψ
2.0
    5
  预应力钢筋的松弛系数
γ0
O.025
 
[Page]
　　3、产品质量等级
 
　　4、结构尺寸
 
　　5、原材料
 
　　1）细骨料
 
　　GB13476-1999：细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂，细度模数宜为2.3～3.4，其质量应符合GB/T14684的规定。
送审稿：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％。
 
　　2）粗骨料
　　
　　GB13476-1999：粗骨料应采用碎石，其最大粒径应不大于25mm，且应不超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的规定。
 
　　送审稿：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％。
   
　　3）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）钢材
 
　　5）掺合料
 
　　GB13476-1999：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。
 
　　送审稿：掺合料宜采用硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰等，硅砂粉的质量应符合JC/T950中表1的有关规定，矿渣微粉的质量不低于GB/T18046表1中S95级的有关规定，粉煤灰的质量不低于GB/T1596中Ⅱ级F类的有关规定。
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。
 
　　5）端板
　　
　　端板性能应符合JC/T947的规定，材质应采用Q235B，其厚度不应小于表3的规定。桩套箍材质的性能应符合GB/T700 中Q235的规定。
 
钢棒直径，mm
7.1
9.0
10.7
12.6
端板最小厚度，mm
16
18
20
24
 
　　6、构造要求
 
　　1）主筋配筋
 
　　GB13476-1999：预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置，最小配筋率不得低于0.4％，并不得少于6根。
 
　　送审稿：预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置，最小配筋率不得低于0.4％，并不得少于6根，且预应力筋最小配筋面积应大于表2中的规定。
 
　　注：与预应力筋最小配筋面积对应的建议结构配筋见附录A。
 
　　2）螺旋筋
　　
　　GB13476-1999：螺旋筋的直径应根据管桩的规格而确定，外径450mm以下，螺旋筋的直径应不小于4mm；外径500mm～600mm，螺旋筋的直径应不小于5mm；外径800mm～1000mm，螺旋筋的直径应不小于6mm。管桩螺距最大不超过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。
 
　　送审稿：螺旋筋的直径不应小于表4的规定。螺旋筋的螺距：管桩两端2000mm范围内为45mm，其余为80mm。螺旋筋的螺距偏差为±5mm。


外径D      /mm
型号
壁厚  t  /mm
预应力钢筋分布圆直径Dp /mm
预应力钢筋配筋
外径D      /mm
型号
壁厚  t  /mm
预应力钢筋分布圆直径Dp /mm
预应力钢筋配筋
300
A
70
230
6Φ7.1
700
A
130
600
13Φ10.7
AB
6Φ9.0
AB
26Φ9.0
B
8Φ9.0
B
26Φ10.7
C
8Φ10.7
C
26Φ12.6
400
A
95
308
10Φ7.1/7Φ9.0
800
A
110
700
15Φ10.7
AB
10Φ9.0/7Φ10.7
AB
15Φ12.6
B
10Φ10.7
B
30Φ10.7
C
13Φ10.7
C
30Φ12.6
500
A
100
406
11Φ9.0
A
130
16Φ10.7
AB
11Φ10.7
AB
16Φ12.6
B
11Φ12.6
B
32Φ10.7
C
13Φ12.6
C
32Φ12.6
A
125
12Φ9.0
1000
A
130
880
32Φ9.0
AB
12Φ10.7
AB
32Φ10.7
B
12Φ12.6
B
32Φ12.6
C
15Φ12.6
C
32Φ14.0
600
A
110
506
14Φ9.0
1200
A
150
1060
30Φ10.7
AB
14Φ10.7
AB
30Φ12.6
B
14Φ12.6
B
45Φ12.6
C
17Φ12.6
C
45Φ14.0
A
130
16Φ9.0
1300
A
150
1160
24Φ12.6
AB
16Φ10.7
AB
48Φ10.7
B
16Φ12.6
B
48Φ12.6
C
20Φ12.6
C
48Φ14.0
700
A
110
600
12Φ10.7
1400
A
150
1260
25Φ12.6
AB
24Φ9.0
AB
50Φ10.7
B
24Φ10.7
B
50Φ12.6
C
24Φ12.6
C
50Φ14.0
　
　　注：1、若采用不同于表A.1中规定的钢筋直径进行等面积代换，代换后预应力钢筋最小配筋面积应符合表2的规定，钢筋的间距不小于2倍钢筋直径，且应大于粗骨料最大粒径的4/3。
 
　　2、由于GB/T5223.3中低松弛螺旋槽钢棒的最大直径为Φ12.6mm，对于直径大于1000mm的C型管桩，采用Φ12.6mm钢筋配筋时，钢筋的间距太密，不利于浇灌混凝土，建议采用质量符合4.1.3.1条要求的Φ14.0mm的钢筋。
 
　　7、混凝土设计强度及强度等级要求
 
　　GB13476-1999：放张预应力筋时，预应力混凝土管桩的混凝土抗压强度不得低于35MPa，预应力高强混凝土管桩的混凝土抗压强度不得低于40MPa。
 
　　送审稿：放张预应力筋时，管桩的混凝土抗压强度不得低于45MPa。
 
　　8、混凝土保护层厚度
 
　　GB13476-1999：预应力筋的混凝土保护层厚度不得小于25mm。
 
　　送审稿：预应力钢筋的混凝土保护层应符合GB50010的有关规定，其厚度不得小于40mm，外径300mm管桩的混凝土保护层厚度不得小于25mm。
 
　　9、外观质量及尺寸偏差
 
　　10、混凝土有效预压应力值
 
　　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/mm2、6.0N/mm2、8.0N/mm2和10.0N/mm2，其计算值应在各自规定值的±5％范围内。A型、AB型、B型和C型管桩的抗弯性能指标见表1。
[Page]
　　11、抗弯性能
 
　　12、抗剪强度
   
　　由GB50010和材料力学剪力计算公式  算出剪切荷载，式中τ的计算：
　　式中：τ — 产生斜拉裂缝时的剪力，N/mm2；       
 　　t — 管桩壁厚，mm；
　　I — 混凝土截面相对中心轴线的附加力矩，mm4， ，r0为桩的外半径，mm，r为桩的内半径，mm；
　　S0 — 相对中心轴线以上截面中心轴的截面静矩，mm3， ；
　　σpc — 混凝土有效预压应力，N/mm2；         
　　Φ — 系数，取0.5；
　　σt — 混凝土抗拉强度，N/mm2；日本取5.39 N/mm2，我国C80混凝土取2.22N/mm2，因管桩为离心生产，计算时需考虑离心工艺系数（1.9），即便如此，用我国的混凝土抗拉强度计算得到的开裂剪力仍较日本的要小。标准中的开裂剪力采用我国的混凝土抗拉强度计算，因此是偏安全的。
 
　　13、混凝土强度试验方法
 
　　GB13476-1999：混凝土拌合物应在搅拌站或喂料工序中随机抽取，制作标准尺寸试件，并与管桩同条件养护，混凝土抗压强度试验方法见GBJ81。
送审稿：
 
　　6.1.1 混凝土试件的留置
　　6.1.1.1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。
　　6.1.1.2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1d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。
　　6.1.2混凝土抗压强度试验方法
　　6.1.2.1混凝土拌合物应在搅拌站或喂料工序中随机抽取，制作标准尺寸试件，并与管桩同条件养护。
　　6.1.2.2检验强度等级的试件，拆模后放入标准养护室养护至28d（采用压蒸养护工艺时，出釜后冷却至常温）。
　　6.1.2.3 检验出厂强度的试件，拆模后与管桩同条件养护。
　　6.1.2.4混凝土抗压强度试验方法应符合GB/T50081的有关规定。
 
　　14、管桩抗弯试验方法
　　
　　GB13476-1999：管桩的抗弯试验采用简支梁对称加载装置，如图2所示，其中，P的方向可垂直于地面，也可平行于地面（管桩的轴线均与地面平行）。
 
　　管桩接头处抗弯试验方法与6.3.1相同，应使接头位于最大弯矩处。
 
　　送审稿：管桩的抗弯试验采用简支梁对称加载装置，如图2所示，其中，P的方向可垂直于地面，也可平行于地面（管桩的轴线均与地面平行）。外径小于1200mm且单节桩长不大于15m时，a＝0.5m；外径大于800mm且单节桩长大于15m时，a＝D。
　　
　　抗弯试验用的管桩，单节桩长不宜超过表1中相应外径规定的长度上限值，也不得小于表8中规定的抗弯试验用管桩的最短单节桩长。
 
　　两根管桩焊接接头的抗弯试验方法与6.3.1相同，且两根管桩焊接后长度不得超过表1中相应外径规定的长度范围，也不得小于表8中规定的抗弯试验用管桩的最短单节桩长，接头应位于最大弯矩处。
 
表8    抗弯试验用管桩的最短单节桩长
外径D
/mm
300
400
500
600
700
800
1000
1200
1300
1400
最短单节桩长  /m
5
6
7
8
9
10
12
14
15
16
 
 
　　15、出厂检验及型式检验
 
　　GB13476-1999：外观质量与尺寸偏差：若抽10根中，不符合某一等级的管桩不超过二根，判外观质量和尺寸偏差为相应等级。
   
　　送审稿：外观质量：全部符合5.3条规定的管桩，判外观质量为合格；若符合5.3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，判外观质量为合格；不符合5.3条表5第2、4、5、6、7、8、9、10项中任意一项规定的管桩，判外观质量为不合格。
 
　　尺寸偏差：若抽取的10根管桩全部符合5.4条规定，则判尺寸偏差为合格；若有3根及以上不符合5.4条规定，则判尺寸偏差为不合格；若有2根及以下不符合5.4条规定，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5.4条规定，判尺寸偏差为合格，若仍有1根不合格，则判尺寸偏差为不合格。
 
　　抗裂性能：若所抽2根全部符合5.5.2条和5.5.3条规定，则判抗裂性能合格；若有1根不符合5.5.2条和5.5.3条规定，应从同批产品中抽取加倍数量进行复验，复验结果若仍有1根不合格，则判抗裂性能不合格；若所抽2根全部不符合5.5.2条和5.5.3条规定，则判抗裂性能为不合格。
 
　　16、 关于耐久性问题
 
　　对于有特殊要求及腐蚀、抗冻环境下的管桩，应对其原材料、混凝土配合比和生产工艺等进行控制，并按设计要求混凝土保护层等采取相应措施。
 

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