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设计说明一、适用范围5.《钢结构设计规范》GB50017-2003:1.本图集机械连接先张法预应力混凝土竹节桩(曾称“增强型6.《筑柱基技术规范》JG)94-2008:预应力混凝土离心柱”,以下简称机械莲接竹节桩)是采用7.《筑基柱检测技术规范》JG106-2003:离心工艺生产的、设置有环向或同时设置环向及纵向肋的、8.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001:采用卡扣式机械连接的预应力混凝土预制桩,该桩通用于工9.《筑地基基础工程塘工质量验收规范》GB50202-2002:业与民用筑的低承台桩基础。铁路、公路、桥梁、卷、10.《混凝土结构工程麓工质量验收规范》GB50204-2002水利、市政工程的基础设计可参考使用:(2011年版):2.本图集机械连接竹节桩适用于非抗震区和抗震设防烈度6度、11.《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3-2005:度地孔、1心由工容三士12.《通用硅酸盐水》GB75-2007:3.本图朵和服述接竹节适于湮爽土绪物境类别为二类,13《骏素结构铜)GB/灯7002006:二荧。当基础的环境、地质条件对桩有侵蚀性时,应根据14.《合金结构钢》G邵/T3077-1999:使用条件按有关规范采取有效的防腐蚀措施。15.《双酚-A型环氧树脂》GB1365792:4.本图集机械连接竹节桩主要用于承受竖向受压荷载的情况。16.《色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样)GB/T3186当承受水平荷载或竖向抗拔荷载时,设计人员应结合岩土工-2006:程条件、荷载大小及施工条件等因素,经计算分析后选用或17.《先张法顶应力混凝土管桩》GB13476-2009:另行设计18.《先张法预应力混凝土管桩基础技术规程》DB33/1016二、设计依据2004:1.《筑结构荷载规范》GB50009-2012:19.《筑地基基础设计规范》DB33/1001-2003:2.《筑抗震设计规范》G闭50011-2010:本图集均参考现行规范及标准,当所参考资料进行修编时,3.《混凝土结构设计规范GB50010-2010:本图集相应部分应符合调整后的规范及标准。4。《筑地基基瑞设计规范》G闭50007-2011:图集号2013浙G32设计说明(一)2理躓素前网ZC.ET
三、分类与编号四、原材料与构造要求(一)分数(一)混凝土1.机械连接竹节柱按混凝土强度等级分为:1,制作机械连接竹节桩的混凝土质量应符合国家标准《混凝土机械连接先张法顸应力混搬土竹节桩(TPC):质量控制标准》GB50164的规定,并按该标准的要求进行检机城连接先张法预应力高强混凝土竹节桩(TPHC)。验。机械连接先张法预应力混凝土竹节柱混凝土强度等级不得低2.桩身制作用水泥应采用强度等级不低于42.5级的水泥,水泥于5,机械连接先张法预应力高强混凝土竹节柱的混凝土可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,其强度等级不得低于C80.质量应符合《通用硅酸盐水泥》GB175的规定,2.机械连接竹节桩按外径分为:400-370、500-460、600-560、3.细骨料宜采用洁净的天然硬质中相砂或人工砂,细度模数宜700-650、800-700等规格.为2.5一3.2,采用人工砂时,细度模数可为2.5~3.5,质量3.机械连接竹节柱按混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、应符合《设用砂》GB/T14684的规定,且含泥量不大于B型和%可氯离子含量不大于.01%,硝化物及硫酸盐含量不大(二)于d.5%.U∠DU.二Te-C(C-X XXX-XXCX0-11、L2、3、4X4,相骨料采用碎石或破碎的卵石,莲续级配,针片状颗粒不应肌械连接柱尖类型超过10%,最大粒径不宜大于25知,且不应超过钢舫净距的希领功姓算四节磁长3/4,其质量应符合《设用卵石、碎石》GB/T14685的规原应力(高强)纳三节法长定,且含泥量应不超过0.5%,硫化物及硫酸盐含量不大于湿凝士竹节挂算二节磁长柱型号第一节长0.5%。柱最大外径柱壁潭5。对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的机械连接竹节桩,其所柱最小外径使用的骨料应符合相关标准的规定[例们:机械连接先张法预应力混凝士土竹节桩最大外径600m,6.混凝土拌和水不得含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质桩最小外径560m,希拟肋,壁厚100m,B型,上中下段柱和油质,其质量应符合《混凝土用水标准》JG创63的规定,长分别为12m、12、10m,a型柱尖,应标记为:7,外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》G邻8076的规定,不T.PC-B600-560(100)-12、12、10a如各节柱的型号不同,应按顺序分别注明标记。图集号2013浙G32设计说明(二)3理躓素前网ZC.ET
得采用含有氯盐或有害物的外加剂。(四)构造要求8.掺合料宜采用矿渣微粉、粉煤灰或硅灰等,质量要求应符合1,机械连接竹节柱预应力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于《先张法预应力混凝土管柱》GB13476的有关规定,当采用40mm。其他品种的携合料时,应通过试验鉴定,确认符合机械连接2.机械连接竹节桩的预应力钢筋最小配筋率不得低于0.5%,竹节桩用混凝土质量要求时,方可使用。并不得少于6根。(二)钢材3.机械连接竹节柱的护角套厚度不应小于1m,宽度不应小于1.预应力钢筋采用抗拉强度不小于120P、35级延性低松跑40am.预应力湿凝土用螺旋槽钢棒,其质量应符合《预应力混凝土五、设计及计算用钢棒》GB/T5223.3的规定.(一)设计参数与规定2。螺旋箍筋采用低碳钢热轧圆盘条、混凝土制品用冷拔低碳钢1.预应力钢筋(代号PCB-1420-35-L-K)的力学性能、几何特丝,其质量应分别符合《低碳钢热轧因盘条》GB/T701征及理论质量应分别符合表1、表2的要求。《混#士制品用诊拔低张钢丝T540的趣定表1PC34420-35HG钢脑的几同特征及参考质量3.机板连接竹节柱应根国棒的规格安装对亚型号的桶杆,卡公称直径基本直径公称极面和参考质量片,插杆和卡片的材料宜采用35 CrMnSiA钢,其质量应符合(m)(m)(am2)(kg/m)《合金结构钢》GB/T3077的规定,8.08.250.20.3944.制作张拉采用的大、小螺母及铺固螺母应采用45号钢通过热9.59.771.00.557处埋而成,其主要力学性能应符合表24中的规定,1111.495.00.7455.柱尖及护角套均采用钢板制作,钢板材质应符合《碳素结构12.613.1125.00.981钢》G3/T700的有关规定,材料的性能不应低于Q235钢的要注:1.公称直径:设计采用的直径,按有效面积换算成圆的直求。径,本图集均用公称直径表示(三)密封材料2,基本直径:锅筋的外接圆直径:接柱所采用密封材料环氧树脂及固化剂应分别符合《双酚-A3.公称载面积:横载面面积等于翘形光四钢筋公称直径的型环氧树脂》GB13657及《色漆、清漆和色漆与清漆用原材面积,本图集均按公称载面积计算。料取样》G闭/T3186的规定。图集号2013浙G32设计说明(三)4理躓素前网ZC.ET
表2PC8-1420-35LH6钢筋的力学性能2.机械连接竹节柱受弯时,裂缝控制等级取二级,并应符合下线定非比抗拉强抗拉强抗压强断后1000h列规定:例廷伸强宴标准度设计度设计伸长E松弛符号Mer.x=(0+rfu)Wo(1)度RA1值fu值∫(N/mm)式中:M,。一柱身开裂弯矩标准值:(MPa)(即a)(MPa)(MPa)(%)(%)·。一桩身裁面混凝土有效预压应力:0≥1280≥1420≥1000≥400≥72.0×105≤2.0∫:一柱身混凝土抗拉强度标准值:2.张拉应力控制y一考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响的综预应力钢筋的张拉控制应力·。,本图集取钢筋抗拉强度标合系数,065取1.975,C80取1.9:准值的0.7倍,即am=0.70,钢筋张拉应力及每根钢筋的W。一桩身截面换算弹性抵抗矩:张拉力见表3.W。=216/D.表3预应力钢筋的张拉应力及每根钢筋的张拉力1。=T(r-r1)/4+[(E/E)-1]Ar/2锅筋直径y=日80于95生112.E、E。—解筋、混凝土弹性模量:米独方工小9所D.班身最小外径,二每根钢筋的张拉力(kW)49.9070.5794.43124,30”1「2一柱身最小外径处环形截面内、外半径:3.混凝土力学性能A,一全部纵向预应力钢筋的截面面积:本图集机械连接竹节桩采用的混凝土强度等级为0B5和C80:,。一飘向预应力钢筋分布圆的半径。其力学性能按表4采用。3.桩身正截面受弯承载力设计值应符合下列规定:表4混凝土强度指标及弹性板量(M/m)Msaf.A(rr)sinafAr aina混激土强度等级fffEC6541.5029.702.932.093.65×10+(f,-0)A,r,sinπa(2)C8050.2035.903.112.223.80×1040.550eA+0.45fnAaaA+,A,*0.45(fm-00A(3)(二)机械连接竹节桩的结构计辩1。应力损失.a=0.45(1-a)(4)本图集预应力钢前损失值按《先张法预应力混凝土管桩GB13476的有关规定计算.图集号2013浙G32设计说明(四)理躓素前网ZC.ET
式中:M一弯矩设计值:式中:中一受压稳定系数,按《筑桩基技术规范》JGJ94A一按最小外径计算桩身截面面积:有关规定执行。受压区混凝土面积和全裁面面积之比:5,桩身轴心受拉时,桩身受拉承载力应符合下列规定:a:一受拉区然向预应力钢筋面积与全部预应力钢前N≤Cf,Am(2)面积之比:式中:N一桩身拉力设计值::一混凝土矩形应力图的应力值与轴心抗压强度设C一考虑预应力钢筋鑑头与螺帽连接处受力不均匀计值之比,C65取0.97,C80取0.94等因素影响的折减系数,取0.85.。一预应力钢筋有效预应力,即混凝土法向应力等6.桩身轴心受拉时,裂缝控制等级取一级,并应符合下列规于零时的预应力钢筋应力:定:厂,一预应力钢筋抗拉强度设计值:N≤a.Ao(8),一预应力钢筋抗压强度设计值:式中:N。一按荷载效应标准组合计算的轴心拉力值:有一短牛拂压级计三十A。一截换算面积,AAE7E)-1A。桩身玻限弯知标准值M也母按出式计事,但式中的中长T注身横向受剪承线力设计值应符哈下到规定:应改为“=”,“了。”应改用混凝土轴心抗压强度标准值3。√owt2f)2-od(9)“f”,“fm”应改用预应力钢筋抗拉强度标准值“f”。4.桩身受压承载力应符合下列规定:式中:V一最小外径处柱身剪力设计值:不考虑压曲影响,桩身轴心受压承载力应符合下列规定:一机械连接竹节桩最小外径处壁厚:R≤"fA(5)一柱身截面对中心轴的惯性矩:式中:R一轴压力设计值:I=t(r-r)/4”。一考虑沉桩工艺影响及混凝土残留预压应力影响S。一计算载面半个圆环的面积对中心轴的面积矩:而取的综合折减系数,取值0.55~0.65.S。=2(r3-ri)/3桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层0。一混凝土有效预压应力:的基桩,应考地压曲影响,桩身轴心受压承载力应符合下列∫:一混凝土抗拉强度设计值:规定:混凝土抗拉强度变异调整系数,取0.7R≤中g∫,A(6图集号2013浙G32设计说明(五)6理躓素前网ZC.ET
开裂剪力标淮值,:可按上式计算,但式中的“≤”应改抗拔连接接头。为“=”,“了”应改用混凝土抗拉强度标准值“∫。8.当机械连接竹节桩既用作承压桩又用作抗拔桩时,应根据工8.吊装验算。程环境及荷载大小选用AB型、B型及C型桩,不得选用A型柱,机械连接竹节柱吊装验算的动力系数取1.5:桩身结构自重连接接头应采用抗拔连接接头,且当单根柱长多于两节时,产生的最大吊装弯矩应小于桩的抗裂弯矩,抗拔承载力宜按上部两节桩进行计算,否则应进行技术论六、选用原则1.设计人员应结合工程地质情况、设区城抗震设防烈度、上9.当连接插杆配套时,同一根桩的各节柱可根据工程具体情况部结构特点及荷载大小、性质以及沉柱设备(静压或轿击)采用同一直径不同型号的柱型,插杆尺寸见27~34页。等因素,经综合分析后途用相应类型的机械连接竹节桩。如10.本图集提供了两种柱尖类型,a型一开型钢柱尖及b型一十必须时,设计可根据具体情况加大柱身配筋。字型钢柱尖,具体参数及使用范围见本图集第25、26页。设2.各类桩配脑及力学性能详见表12及表13.计可视工程具体情况采用有桩尖或无柱尖施工,也可选用其3.工程地质条件较复杂、桩基设开等级为甲烫的机城连接作节它类型的柱年7C个二桩基础工程,先进用应或B头C型机饭连接竹节陆,最上11,肌碱连接作方柱的竖向极限承载力标谁值可按《筑柱基技一节籍筋宜直径加大或间距加密。术规程》JG94关于预制桩的有关规定送行计算,柱直径取4.当地下水或地基土对混凝土、钢筋和钢零部件有腐蚀作用最大外径,柱端面积可取最大外径范围内的面积计算。机械时,宜选用AB型或B型、C型机械连接竹节桩,同时应按相关连接竹节柱的凹凸外形提高了柱与土之间的侧摩阻力,在具标准、规范的规定采取有效的防腐措塘(例如柱接头应位于体确定竖向承载力时,应按规范要求进行试桩,为设计提供无氧层内等),冬季施工的机械连接竹节桩工程应符合《有效、可靠的依据。筑工程冬期施工规程)JG104的有关规定。七、生产制作5.当机械连接竹节柱穿越厚度较大的淤泥等软土层或可液化土1.机械连接竹节桩的制作质量应符合《先张法预应力混凝土管层时,应考虑桩身的稳定性及其对承载力的影响。桩》G$13476及相关生产工艺技术规程的规定。6。尽量减少接桩,接桩宜在桩尖穿越硬土层后进行,单桩接头2,机械连接竹节柱钢模的质量应符合《先张法顸应力混凝土管不宜超过3个,为减小塘工机械设备行走时,桩的侧向土压桩用钢模》JC/T6O5的规定,布料前或脱模后应及时清模并力对接头的影响,最上一节柱桩长不应小于8米涂刷脱模剂,T。接桩时应注意,承压桩应采用承压连接接头,抗拔桩应采用图集号2013浙G32设计说明(六)7理躓素前网ZC.ET
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