DB33/T 927-2014 长管节后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程

ICS93.140

P67

DB33

浙江省地方标准

DB33/T927—2014

长管节后张法预应力混凝土

大管桩设计与施工规程

Technicalcodeofdesignandconstrutionforlongtubeandlargediameterpost

tensionedprestressconcretecylinderpile

2014-07-07发布2014-08-07实施

浙江省质量技术监督局发布

DB33/T927—2014

目次

前言...............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4长管节大管桩设计..................................................................2

4.1一般规定......................................................................2

4.2计算..........................................................................2

4.3构造..........................................................................7

5长管节制作........................................................................9

5.1原材料........................................................................9

5.2钢模.........................................................................10

5.3混凝土.......................................................................10

5.4成型与养护...................................................................11

5.5起吊、堆存和运输.............................................................11

5.6质量检验.....................................................................12

6长管节大管桩拼接.................................................................12

6.1钢绞线.......................................................................12

6.2锚具与夹具...................................................................12

6.3粘结剂.......................................................................13

6.4拼接与张拉...................................................................13

6.5压浆与放张...................................................................14

6.6桩质量检验...................................................................15

7长管节大管桩吊运、堆存和装运.....................................................16

7.1场内吊运.....................................................................16

7.2场内堆存.....................................................................16

7.3装运.........................................................................16

8长管节大管桩沉桩.................................................................16

8.1一般规定.....................................................................17

8.2吊桩.........................................................................17

8.3沉桩工艺.....................................................................17

8.4质量控制.....................................................................18

附录A（规范性附录）长管节大管桩型号、规格及技术性能表.............................19

附录B（规范性附录）长管节大管桩性能曲线...........................................23

I

DB33/T927—2014

附录C（资料性附录）长管节大管桩设计选用示例........................................27

附录D（规范性附录）粘结剂正拉粘结强度试验方法......................................31

附录E（资料性附录）选锤参考资料...................................................34

II

DB33/T927—2014

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由浙江省交通运输厅提出并归口。

本标准的起草单位：浙江省交通运输厅工程质量监督局、宁波海港工程有限公司、浙江省交通规划

设计研究院。

本标准主要起草人员包括：吴安宁、陈妙初、陈学国、叶先光、曹云、应永良、史美鹏、赵殿鹏、

荣海敏、何晓宇、杨明军、陈晓峰、戴晓栋、徐小梅、蒋春晖、应志峰、张盛创、吴捷安、应齐明、吴

显华、董志远、贾慧萍、方中军、王果、王斐斐、孙健、张秀华、王光忠、陈月松、王世军。

III

DB33/T927—2014

长管节后张法预应力混凝土

大管桩设计与施工规程

1范围

本标准规定了长管节后张法预应力混凝土大管桩设计、制作、拼接、吊运、堆存、装运以及沉桩等

技术要求。

本标准适用于长管节后张法预应力混凝土大管桩的设计与施工。

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，仅所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

GB50158港口工程结构可靠度设计统一标准

GB/T701低碳钢热轧圆盘条

GB/T2567树脂浇铸体性能试验方法

GB/T5224预应力混凝土用钢绞线

GB/T14370预应力筋锚具、夹具和连接器

GB/T50152混凝土结构试验方法标准

JTG/TF50公路桥涵施工技术规范

JTJ270水运工程混凝土试验规程

JTJ275海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范

JTS151水运工程混凝土结构设计规范

JTS167—4港口工程桩基规范

JTS167—6港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程

JTS202水运工程混凝土施工规范

JTS257水运工程质量检验标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

长管节longpilesection

长度为8m及以上,采用离心工艺生产的混凝土管桩的单位节段。

1

DB33/T927—2014

3.2

长管节大管桩longtubeandlargediametercylinderpile

采用后张法预应力拼接的多节段长管节的混凝土大管桩。

4长管节大管桩设计

4.1一般规定

4.1.1长管节大管桩上的作用及作用组合应符合GB50158的有关规定。

4.1.2长管节大管桩在海水环境中的设计使用年限应不低于50年，且应符合JTJ275的有关规定；设

计使用年限超过50年的结构应进行专项耐久性设计；有抗冻要求的长管节大管桩的使用性能应符合JTS

202、JTS151的规定。

4.1.3嵌岩长管节大管桩设计应符合JTS167—4的有关规定。

4.1.4长管节大管桩型号、规格及技术性能可参见附录A的表A.2。

4.2计算

4.2.1验算项目

4.2.1.1不同工作阶段的长管节大管桩应按表1中所规定的验算内容进行相应作用状态下的验算。

表1长管节大管桩不同工作阶段验算项目表

工作阶段验算内容作用状态

吊运阶段抗裂验算吊运产生的弯矩

锤击沉桩拉应力

锤击沉桩阶段锤击拉应力、压应力验算

锤击沉桩压应力

受拉桩轴心拉力与弯矩组合

抗裂验算

受压桩轴心压力与弯矩组合

轴心受拉

使用阶段

轴心受压

正截面承载力验算及单桩承载力验算

受拉桩轴心拉力与弯矩组合

受压桩轴心压力与弯矩组合

4.2.1.2长管节大管桩单桩承载力验算包括：单桩轴向承载力验算和水平承载力验算。单桩承载力的

计算和试验方法应符合JTS167—4的有关规定。

4.2.2吊运阶段验算

长管节大管桩在吊运阶段应进行抗裂验算。

其截面边缘的混凝土法向拉应力应满足式（1）、法向压应力应满足式（2）要求：

M

pc0.7ftk....................................(1)

W0

M

pc0.85fck....................................(2)

W0

式中：

2

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M——吊运阶段的弯矩设计值（N•mm）；

3

W0——按照混凝土弹性模量换算的截面弹性抵抗矩（mm）；

2

pc——长管节大管桩混凝土有效预压应力值（N/mm）；

——受拉区混凝土塑性影响系数；

2

ftk——长管节大管桩混凝土在施工阶段轴心抗拉强度标准值（N/mm）；

2

fck——长管节大管桩混凝土在施工阶段轴心抗压强度标准值（N/mm）。

4.2.3锤击沉桩阶段验算

4.2.3.1长管节大管桩进行锤击沉桩拉应力验算时，应满足下式要求：

skkftpc......................................(3)

式中：

sk——锤击拉应力分项系数，取1.15；

2

k——锤击沉桩拉应力标准值（N/mm），该值根据锤能、锤击速度大小、桩垫软硬程度、桩长、

组合钢管桩长度和地质条件等综合确定，可取8.0N/mm2～11.0N/mm2，带有较长钢管桩

的组合桩应取较大值；

2

ft——长管节大管桩混凝土轴心抗拉强度设计值（N/mm）；

2

pc——长管节大管桩混凝土有效预压应力值（N/mm）。

4.2.3.2长管节大管桩进行锤击沉桩压应力验算时，应满足下式要求：

sppfcpc......................................(4)

式中：

sp——锤击压应力分项系数，取1.1；

2

p——锤击沉桩压应力标准值（N/mm），根据桩端支撑性质、桩截面大小、桩长、选用的桩锤

锤击能量和地质条件等综合确定，其上限值可取25.0N/mm2；

2

fc——长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm）；

2

pc——长管节大管桩混凝土有效预压应力值（N/mm）。

4.2.4使用阶段验算

4.2.4.1抗裂验算

4.2.4.1.1长管节大管桩应按照正常使用极限状态效应组合对截面进行抗裂验算。

截面边缘压应力按照式（5）、截面边缘拉应力按照式（6）计算：

NM

c......................................(5)

AW00

NM

t......................................(6)

AW00

3

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式中：

2

c——截面边缘压应力（N/mm）；

N——使用阶段的轴力设计值（N），N以压力为正，拉力为负；

2

A0——长管节大管桩换算截面面积（mm）；

M——使用阶段的弯矩设计值（N•mm）；

3

W0——按照混凝土弹性模量换算的截面弹性抵抗矩（mm）；

2

t——截面边缘拉应力（N/mm）。

4.2.4.1.2对于裂缝控制等级为一级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的标准组合下和裂缝控制

等级为二级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的准永久组合下应满足下式要求：

tpc.........................................(7)

式中：

2

t——截面边缘拉应力（N/mm）；

2

pc——长管节大管桩混凝土有效预压应力值（N/mm）。

4.2.4.1.3对于裂缝控制等级为二级的长管节大管桩截面边缘拉应力在作用的标准组合下应满足下式

要求：

tpcctftk.....................................(8)

式中：

2

t——截面边缘拉应力（N/mm）；

2

pc——长管节大管桩混凝土有效预压应力值（N/mm）；

ct——混凝土拉应力限制系数；

——受拉区混凝土塑性影响系数；

2

ftk——长管节大管桩混凝土轴心抗拉强度标准值（N/mm）。

4.2.4.2正截面承载力验算

4.2.4.2.1使用阶段长管节大管桩截面应按照承载能力极限状态作用效应组合进行验算。

4.2.4.2.2轴心受拉长管节大管桩应满足下式要求：

NNu.........................................(9)

NufpyAp......................................(10)

式中：

N——使用阶段的轴力设计值（N）；

Nu——长管节大管桩截面轴心抗拉承载力设计值（N）；

2

fpy——钢绞线抗拉强度设计值（N/mm）；

2

Ap——钢绞线截面面积（mm）。

4.2.4.2.3轴心受压长管节大管桩应满足下式要求：

4

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NNu0.......................................(11)

Nu00.9fcAfpyp0Ap..............................(12)

式中：

N——使用阶段的轴力设计值（N）；

——轴心受压稳定系数，参见JTS151相关章节；

Nu0——轴心受压稳定系数时，长管节大管桩截面轴心抗压承载力设计值（N）；

2

fc——长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm）；

A——长管节大管桩截面面积（mm2）；

'2

fpy——钢绞线抗压强度设计值（N/mm）；

'2

p0——纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时钢绞线拉应力（N/mm）；

2

Ap——钢绞线截面面积（mm）。

4.2.4.2.4对于CD1200系列长管节大管桩，其截面轴心抗压承载力设计值可参见附录A中表A.2的长

管节大管桩型号、规格及技术性能表。

4.2.4.2.5轴力和弯矩共同作用的长管节大管桩应满足下式要求：

MMu.......................................(13)

1fcADdsinπ4fpyApdpsinπ2fpyp0Apdpsinπt2

M.........(14)

uπ

式中：

当轴力设计值满足：N21fcA32fpy3p0Ap时，公式（14）中系数和t按下式计算：

NAf

ppy...........................(15)

1fcAfpyAp1.5fpyAp1.5p0Ap

t11.5......................................(16)

当轴力设计值满足：N21fcA32fpy3p0Ap时，公式（14）中系数和t按下式计算：

NA

pp0....................................(17)

1fcAfpyAp

t0.........................................(18)

式中：

——截面偏心距增大系数，参见JTS151相关章节；

M——使用阶段的弯矩设计值（N•mm）；

5

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Mu——指定轴力下截面抗弯承载力设计值（N•mm）；对于CD1200系列长管节大管桩，其截面抗弯

承载力设计值可参见附录B的长管节大管桩性能曲线；

1——长管节大管桩混凝土矩形应力图应力与混凝土轴心抗压强度设计值之比，C80时10.94；

2

fc——长管节大管桩混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm）；

A——长管节大管桩截面面积（mm2）；

D——长管节大管桩环形截面外直径(mm)；

d——长管节大管桩环形截面内直径(mm)；

——长管节大管桩受拉区面积与全截面面积之比；

2

fpy——钢绞线抗压强度设计值（N/mm）；

2

Ap——钢绞线截面面积（mm）；

dp——钢绞线重心所在圆的直径(mm)；

2

fpy——钢绞线抗拉强度设计值（N/mm）；

2

p0——纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时钢绞线拉应力（N/mm）；

t——纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当2/3时，取t0；

N——使用阶段的轴力设计值（N）。

4.2.5张拉控制应力值

4.2.5.1施加预应力时，混凝土立方体抗压强度不得低于设计强度的75%，结构计算时，不应考虑非

预应力钢筋。

4.2.5.2预应力主筋应采用高强度低松弛钢绞线，钢绞线的强度指标应符合GB/T5224的规定。其张

拉控制应力值宜满足下式要求：

con0.70fptk.....................................(19)

式中：

2

con——钢绞线张拉控制应力值（N/mm）；

2

fptk——钢绞线抗拉强度标准值(N/mm)。

f

4.2.5.3张拉控制应力值con考虑钢绞线松弛、摩擦阻力等各项预应力损失，可提高0.05ptk。

4.2.6预应力损失值

4.2.6.1在计算结构截面应力和钢绞线控制应力时，钢绞线在施工阶段的预应力损失值宜根据试验确

定。如无试验资料时可按下式计算：

ll1l2l3l4l5l6.............................(20)

式中：

2

l——钢绞线在施工阶段总预应力损失值（N/mm）；

6

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2

l1——锚具变形和钢铰线内缩引起的预应力损失值（N/mm）；

2

l2——钢绞线与预留孔道壁之间摩阻力引起的预应力损失值（N/mm）；

2

l3——拼接缝粘结剂弹性压缩变形引起的预应力损失值（N/mm）；

2

l4——钢绞线应力松弛引起的预应力损失值（N/mm）；

2

l5——混凝土收缩徐变引起的预应力损失值（N/mm）；

l6——分批张拉钢绞线时，后批张拉钢绞线所产生的混凝土弹性压缩变形对先批张拉钢绞线所引

起的预应力损失值（N/mm2）。

4.2.6.2l1、l2、l3、l4、l5各项预应力损失值应按JTS151有关预应力钢筋的预应力损失值规

定计算。

4.2.6.3计算l6分批张拉钢绞线时，累计到j批次张拉钢绞线所产生的混凝土弹性压缩变形对之前i

批次张拉钢绞线所引起的预应力损失值，可按下式计算：

jEA

pp....................(21)

l6i,jpek(i,j1,2,......,n)

kiEcAckEpAp

式中：

l6[ij,]——累计到j批次张拉钢铰线所产生的混凝土弹性压缩变形对之前i批次张拉钢绞线所引

起的预应力损失值（N/mm2）；

i——第i批次；

j——第j批次；

k——第k批次；

2

Ep——钢绞线弹性模量（N/mm）；

2

Ap——每批次张拉的钢绞线截面面积（mm）；

2

Ec——混凝土弹性模量（N/mm）；

2

Ac——长管节大管桩混凝土截面面积（mm）；

2

pe[]k——第k批次张拉时钢绞线有效预拉应力（N/mm）。

4.3构造

4.3.1长管节大管桩由长度为8m、9m、10m的长管节拼接组成。

4.3.2长管节大管桩预应力主筋应采用在每个预留孔道中设置单股、双股或三股高强度低松弛钢铰线，

其构造示例图参见图1。

7

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A

l

4

p

D

d

d

2123

A