GBT 31039-2014 先张法预应力离心混凝土异型桩

先张法预应力离心混凝土异型桩2014-12-05发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 I 2规范性引用文件 13术语和定义 4产品分类 35原材料及一般要求 56技术要求 97试验方法 8检验规则 9标志 10贮存和运输 11产品合格证 附录A(规范性附录)异型桩抗剪试验方法 I本标准由全国水泥制品标准化技术委员会(SAC/TC197)归口。本标准负责起草单位：苏州混凝土水泥制品研究院有限公司、苏州中材建筑建材设计研究院有限津宝丰混凝土桩杆有限公司、浙江鸿翔混凝土管桩有限公司、温州浙南管桩有限公司、浙江天晟建材集1先张法预应力离心混凝土异型桩1范围本标准规定了先张法预应力离心混凝土异型桩的术语和定义、产品分类、原材料及一般要求、技术等使用的先张法预应力离心混凝土异型桩。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T700—2006碳素结构钢GB/T701低碳钢热轧圆盘条GB1499.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋GB/T1596—2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T5223.3—2005预应力混凝土用钢棒GB8076混凝土外加剂GB13476—2009先张法预应力混凝土管桩GB/T14684建设用砂GB/T18046—2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18736—2002高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T50081普通混凝土力学性能试验方法标准GB50107混凝土强度检验评定标准GB50153—2008工程结构可靠性设计统一标准GB50164混凝土质量控制标准JC/T540混凝土制品用冷拔低碳钢丝JC/T947先张法预应力混凝土管桩用端板JC/T950—2005预应力高强混凝土管桩用硅砂粉JGJ63混凝土用水标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。先张法预应力离心混凝土异型桩pretensionedspunconcretespecial—shapedpiles桩身横截面外轮廓为非圆形、非正方形或长度方向为非等截面的离心工艺成型的先张法预应力混2a)竹节桩c)八角桩d)六角桩e)扩头桩3桩身横截面外轮廓为六角形的离心工艺成型的先张法预应力混凝土桩[以下简称六角桩，见图异型桩桩身横截面外轮廓的内切圆直径(见图1中尺寸D),对于圆形截面即为桩身外径。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,其计算值不应小于规定值的95%。注：异型桩混凝土有效预压应力值的计算方法参照GB13476—2009附录D的规定，桩身混凝土横截面积按公称直径部位的实际面积计算。4表1异型桩的基本尺寸公称直径D型号壁厚t长度L公称直径D型号壁厚长度LAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCC·根据供需双方协议，也可生产其他规格、壁厚、型式、长度的异型桩。5—型号一竹节等凸缘外径(无凸缘时不标),mm—异型桩代号示例1:示例2:示例3:公称直径600mm、扩头外径800mm、壁厚110mm、长度15m的AB型预应力高强混凝土扩头桩的标记为：5原材料及一般要求宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，其质量应符合GB175的规定。5.1.2.1细集料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，采用天然砂时，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，且细集料的含泥量不大于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%。5.1.2.2粗集料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm,且不应超过钢筋净距的3/4,质量应符合GB/T14685的有关规定，且粗集料的含泥量不大于0.5%,硫化物及硫酸盐含量不大于5.1.3.1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6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。混凝土拌合用水的质量应符合JGJ63的规定。外加剂的质量应符合GB8076的规定。5.1.6.1预应力钢筋应采用预应力混凝土用钢棒，其质量应符合GB/T5223.3—2005中低松弛螺旋槽钢棒的规定，且抗拉强度不小于1420MPa、规定非比例延伸强度不小于1280MPa,断后伸长率应大5.1.6.3异型桩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5.1.6.4异型桩用端板的材料、外观质量、尺寸允许偏差和厚度要求等宜符合JC/T947的有关规定。桩套箍材质的性能应符合GB/T700—2006中Q235的规定。筋长度的相对差值不应大于1.5mm。5.2.1.2钢筋镦头部位的强度不应低于该材料抗拉强度的90%。5.2.2.1预应力钢筋应沿环向均匀配置，最小配筋率不宜低于0.5%,并不应少于6根，间距允许偏差为土5mm。5.2.2.2螺旋筋的直径不应小于表2的规定。异型桩两端螺旋筋加密区长度为公称直径的3倍~5倍，且不应小于2000mm,螺旋筋的净距为45mm;其余部分螺旋筋的螺距为80mm。螺距允许偏差公称直径D/mm异型桩型号螺旋筋直径/mm异型桩型号螺旋筋直径/mmA、AB、B、C4A、AB、B、C6450～650A、AB、B、C5A、AB、B6A、AB、B、C6C85.2.2.3钢筋和螺旋筋的焊接点的强度损失不应大于该材料抗拉强度的5%。75.2.3.1预应力离心混凝土异型桩的抗剪性能指标不应小于表3中的规定，预应力高强离心混凝土异型桩的抗剪性能指标不应小于表4中的规定。表3预应力离心混凝土异型桩的抗剪性能公称直径D型号壁厚t抗裂剪力公称直径D型号壁厚t抗裂剪力AAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCC注：表中的剪力未考虑纵向肋的影响。8表4预应力高强离心混凝土异型桩的抗剪性能公称直径D型号壁厚t抗裂剪力公称直径D型号壁厚t抗裂剪力AAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCC注：表中的剪力未考虑纵向肋的影响。5.2.3.2异型桩应按附录A进行抗剪性能试验，当加载至表3或表4中的抗裂剪力时，桩身不应出现对于有特殊要求及腐蚀、冻融环境下的异型桩，应对其原9术进行控制，并按设计要求对混凝土保护层等采取相应措施。竹节桩的竹节距s宜为1m,最外端竹节至桩端距离不小于400mm。竹节外径D,、竹节宽度b₄、bn和纵肋宽度bπ、bn可根据实际工程情况由设计人员确定。扩头桩扩头部长度L,不大于扩头外径的2倍。扩头外径D,可根据实际工程情况由设计人员确定。混凝土质量控制应符合GB50164的规定。6技术要求6.1混凝土抗压强度6.1.1预应力离心混凝土异型桩用混凝土强度等级不应低于C60,预应力高强离心混凝土异型桩用混凝土强度等级不应低于C80。外观质量应符合表5的规定。表5异型桩的外观质量序号1粘皮和麻面局部粘皮和麻面累计面积不应大于桩总外表面的0.5%;每处粘皮和麻面的深度不应大于5mm,且应修补2桩身合缝漏浆漏浆深度不应大于5mm,每处漏浆长度不应大于300mm,累计长度不应大于异型桩长度的10%,或对称漏浆的搭接长度不应大于100mm,且应修补3局部磕损局部磕损深度不应大于5mm,每处面积不应大于5000mm²,且应修补4内外表面露筋不允许5表面裂缝不应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缝不在此限6桩端面平整度异型桩预应力钢筋镦头不应高出桩端平面7断筋、脱头不允许8桩套箍凹陷凹陷深度不应大于10mm9内表面混凝土塌落不允许接头和桩套箍与桩身结合面漏浆深度不应大于5mm,漏浆长度不应大于周长的1/6,且应修补空洞和蜂窝不允许异型桩各部位的尺寸允许偏差应符合表6的规定。单位为毫米表6异型桩尺寸允许偏差单位为毫米序号允许偏差1长度L2端部倾斜3端面平面度4公称直径D300mm～700mm800mm～1200mm±5壁厚t不限06保护层厚度不限07桩身弯曲度8端板的尺寸允许偏差应符合JC/T947的有关规定建构筑物基础用异型桩的预应力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm。地基处理和GB50153—2008附录A中规定的临时性设施基础用异型桩的预应力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于25mm。6.5.1异型桩的抗弯性能指标不应低于表7中的规定。公称直径D型号壁厚t抗裂弯矩/kN·m极限弯矩/kN·m公称直径D型号壁厚t抗裂弯矩/kN·m极限弯矩/kN·mAAABABBBCCAAABABBBCCGB31039—2014公称直径D型号壁厚t抗裂弯矩/kN·m极限弯矩/kN·m公称直径D型号壁厚t抗裂弯矩/kN·m极限弯矩/kN·mAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCCAAABABBBCC注：表中的弯矩未考虑纵向肋的影响。6.5.2异型桩应按7.5进行抗弯试验，当加载至表7中的抗裂弯矩时，桩身不应出现裂缝。6.5.3当加载至表7中的极限弯矩时，异型桩不应出现下列任何一种情况：a)受拉区混凝土裂缝宽度达到1.5mm;b)受拉钢筋被拉断；c)受压区混凝土破坏。6.5.4异型桩接头处极限弯矩不应低于桩身极限弯矩。7试验方法7.1混凝土抗压强度7.1.1混凝土试件的留置7.1.1.1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。7.1.1.2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，应制作三组及以上试件。压养护工艺时，检验出釜后1d的混凝土抗压强度),其余检验异型桩出厂时的混凝土抗压强度或备用。7.1.2.3检验出厂强度的试件，试件成型后与异型桩同条件常压蒸汽养护，拆模后(采用蒸压养护工艺混凝土抗压强度试验方法按GB/T50081的有关规定执行。按表5要求，对异型桩进行外观质量的检查，除表8规定的检查工具和检查方法外，其余项目采用表8外观质量的检查工具和检查方法序号检查项目检查工具和检查方法测量工具分度值/mm1漏浆长度用钢卷尺测量，精确至1mm2粘皮和麻面、漏浆、磕损深度用深度游标卡尺测量，精确至0.1mm3裂缝宽度用20倍读数放大镜测量，精确至0.01mm4粘皮和麻面、磕损面积用钢卷尺测量后计算，精确至1mm5桩套箍凹陷深度用深度游标卡尺测量，精确至0.1mm注：序号1、2、3项目的测量，均以桩身为基准，不考虑竹节等凸出部位的厚度。按表6要求，对异型桩进行尺寸允许偏差的检查，检查工具和检查方法见表9,其中，端板的尺寸允许偏差检验按JC/T947的有关规定执行。表9尺寸允许偏差的检查工具和检查方法序号检查项目检查工具和检查方法测量工具分度值/mm1长度L用钢卷尺测量，精确至1mm2端部倾斜将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边与端板紧靠，测其最大间隙处，精确至1mm3端面平面度用钢直尺立起横放在端面上缓慢旋转，用塞尺测量最大间隙，精确至0.1mm表9(续)序号检查项目检查工具和检查方法测量工具分度值/mm4公称直径D用卡尺或钢直尺在桩身同一断面测定相互垂直的两直径，取其平均值，精确至1mm5壁厚t用游标卡尺或钢直尺在桩身同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚，或在桩身同一断面测定两处以上内圆至外直边的最小厚度，取其平均值，精确至1mm6桩身弯曲度将拉线紧靠桩的两端部，用钢直尺测量其弯曲处的最大距离，精确至1mm注：公称直径D、壁厚t的测量，均以桩身为基准，不考虑竹节等凸出部位的厚度。用精度为0.02mm的深度游标卡尺或钢直尺在异型桩中部桩身(竹节等凸出部分除外)同一断面于地面(桩的轴线均与地面平行)。a)适用于桩身无凹凸异型桩图2异型桩抗弯试验示意图b)竹节数量为偶数时加荷位置2——分配梁固定铰支座；c)竹节数量为奇数时加荷位置7——支墩；8——固定铰支座； L——异型桩长度。两根异型桩联接接头的抗弯试验方法与7.5.1相同，且两根桩联接后长度不应超过表1中相应公称第一步：按抗裂弯矩的20%的级差由零加载至抗裂弯矩的80%,每级荷载的持续时间为3min;然后按抗裂弯矩的10%的级差继续加载至抗裂弯矩的100%。每级荷载的持续时间为3min,观察是否有第二步：如果在抗裂弯矩的100%时未出现裂缝，则按抗裂弯矩的5%的级差继续加载至裂缝出现。每级荷载的持续时间为3min,测定并记录裂缝宽度。GB31039—2014第三步：按极限弯矩的5%的级差继续加载至出现6.5.3所列极限状态的检验标志之一为止。每级荷载弯矩的持续时间为3min,观测并记录各项读数。7.5.4弯矩计算公式实测弯矩按式(1)～式(3)计算：a)垂直向下加载 (1)b)垂直向上加载 (2)c)水平加载式中：M——抗弯弯矩，单位为千牛米(kN·m);W——异型桩重量，单位为千牛(kN);L——异型桩长度，单位为米(m);P荷载(垂直加载时，应考虑加载设备的重量),单位为千牛(kN);B——支座跨距，单位为米(m),B=0.6L。若抗弯试验用异型桩长度过短，应考虑剪切效应的影响，宜适当加大跨距B的长度。竹节桩等有环向凸缘的异型桩B的取值见表10;表10竹节桩等有环向凸缘的异型桩两支(吊)点距离B的取值单位为米456789两支(吊)点距离B23445667889注1:两支(吊)点距离B按竹节距或凸缘距为1m时计，竹节距不等于1m时，按B=0.6L计算。注2:两支(吊)点距离等同于支座跨距。7.5.5抗裂荷载和极限荷载的确定7.5.5.1当在加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载值作为抗裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为抗裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本级荷载值作为抗裂荷载载实测值。7.5.5.2当在规定的荷载持续时间结束后出现6.5.3所列的情况之一时，应取此时的荷载值作为极限荷载实测值；当在加载过程中出现上述情况之一时，应取前一级荷载值作为极限荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内出现上述情况之一时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为极限荷载实测值。8检验规则8.1检验分类检验分出厂检验和型式检验。以同品种、同规格、同型号的异型桩连续生产100000m为一批，但在三个月内生产总数不足100000m时仍作为一批，随机抽取10根进行检验。在外观质量和尺寸允许偏差检验合格的10根产品中随机抽取两根进行抗裂性能的检验。检查同批次异型桩用混凝土抗压强度检验的原始记录，评定按GB50107的有关规定执行。a)全部符合6.2规定或符合表5中第2项、第4项、第5项、第6项、第7项、第8项、第9项、第b)抽取的10根异型桩全部符合a),判外观质量为合格；有三根及以上不符合a),则判外观质量为不合格；有两根及以下不符合a),应从同批产品中再抽取20根进行复验，复验产品全部符合a),则除去已检出的不合格品判外观质量为合格，仍有一根及以上不合格，则判外观质量为不合格；不符合表5第2项、第4项、第5项、第6项、第7项、第8项、第9项、第10项中任意一抽取的10根异型桩全部符合6.3规定，判尺寸允许偏差为合格；有三根及以上不符合6.3规定，则判尺寸允许偏差为不合格；有两根及以下不符合6.3规定，应从同批产品中再抽取20根进行复验，复验产品全部符合6.3规定，则除去已检出的不合格品判尺寸允许偏差为合格，仍有一根及以上不合格，则判尺寸允许偏差为不合格。所抽两根全部符合6.5.2规定，判抗裂性能合格；有一根不符合6.5.2规定，应从10根中再抽取两混凝土抗压强度、抗裂性能、外观质量和尺寸允许偏差全部合格，判该批产品为合格，否则判为不有下列情况之一时均应进行型式检验：a)新产品投产或老产品转厂生产的试制定型鉴定；c)正常生产每半年进行一次；d)停产半年以上恢复生产时；e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。还可增加试验项目(如钢筋骨架配筋及其允许偏差、抗剪性能等)。在同品种、同规格、同型号的出厂检验合格产品中随机抽取10根进行外观质量和尺寸允许偏差检验，10根中随机抽取两根进行抗弯性能和端板质量的检验，端板质量的检验在抗弯试验完成后进行。抗弯试验完成后，在两根中抽取一根，于异型桩中检查同批次异型桩用混凝土28d和出厂时抗压强度检验的原始记录，评定按GB50107的有关规抽取的10根异型桩全部符合8.2.3.2中的a),判外观质量为合格；有三根及以上不符合8.2.3.2中的a),则判外观质量为不合格；有两根及以下不符合8.2.3.2中的a),应从同批产品中再抽取20根进行为不合格；不符合表5第2项、第4项、第5项、第6项、第7项、第8项、第9项、第10项中任意一项规定抽取的10根异型桩全部符合6.3规定，判尺寸允许偏差为合格；有三根及以上不符合6.3规定，则判尺寸允许偏差为不合格；有两根及以下不符合6.3规定，应从同批产品中再抽取20根进行复验，复验产品全部符合6.3规定，可判尺寸允许偏差为合格，仍有一根及以上不合格，则判尺寸允许偏差为不所抽两根全部符合6.5.2和6.5.3规定，判抗弯性能合格；有一根不符合6.5.210根中再抽取两根进行复验，复验结果仍有一根不合格，则判抗弯性能不合格，复验结果全部符合所抽一根中的三个数值全部符合6.4的规定，判保护层厚度为合格。有一个数值不符合6.4的规9标志9.1标志应位于距端头1000mm～1500mm处的异型桩外表面。层宜按图3所示的两支点位置放在垫木上，竹节桩等有环向凸缘的异型桩两支点距离B的取值见表11堆放层数公称直径D/mm300～350400～450500～550600～650700～900堆放层数876543a)桩身无凹凸异型桩两支点位置图4异型桩两点吊吊点位置示意图型桩两点吊距离B的取值见表10。10.