前言

中华人民共和国建筑工业行业标准

预应力混凝土空心方桩

Prestressed spun concrete square piles

JG/T 197-2018代替JG/T 197-2006

前 言

本标准按照GB/T 1．1-2009给出的规则起草。

本标准代替JG 197-2006《预应力混凝土空心方桩》。本标准与JG 197-2006相比主要技术变化如下：

——修订了范围(见第1章，2006年版的第1章)；

——增加了空心方桩的分类(见3．1)；

——调整了空心方桩的规格(见3．2．2，2006年版的3．3．1)；

——调整了空心方桩的标记(见3．3，2006年版的3．4)；

——调整了对骨料、钢材、掺合料等材料的质量要求(见4．2、4．3、4．6，2006年版的4．1)；

——增加了对端板及端板最小厚度的要求(见4．3．3)；

——调整了预应力钢筋最小配筋率(见5．2．1，2006年版的4．2．2．1)；

——调整了箍筋(见5．2．2、5．2．3，2006年版的4．2．2．2、4．2．2．3)；

——增加了空心方桩的耐久性要求(见5．4)；

——增加了空心方桩的桩身承载力要求(见5．5)；

——调整了放张预应力钢筋时，对混凝土抗压强度的要求(见6．4．1，2006年版的5．1．3)；

——调整了预应力钢筋的混凝土保护层厚度(见6．1，2006年版的5．2)；

——调整了空心方桩的外观质量与尺寸允许偏差的要求(见表3、表4，2006年版的表2、表3)；

——调整了空心方桩的抗弯性能(见表5，2006年版的表4)；

——增加了空心方桩的抗剪性能(见6．6)；

——调整了空心方桩的混凝土保护层厚度、外观质量和尺寸允许偏差的检查工具与检查方法(见表7，2006年版的表5)；

——增加了混凝土抗压强度试验方法(见7．4．2)；

——增加了检验分类(见8．1)；

——增加了空心方桩有效预压应力计算方法(见附录A)；

——增加了空心方桩的抗剪性能试验方法(见附录C)。

本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。

本标准由住房和城乡建设部地基基础标准技术归口单位归口。

本标准负责起草单位：中国建筑科学研究院有限公司。

本标准参加起草单位：云南中技管桩有限公司、广东三和管桩股份有限公司、天津建城基业集团有限公司、建华管桩控股有限公司、上海兴南混凝土有限公司、天津市勘察院、唐山市龙禹水泥制品有限公司唐海分公司、上海岩土工程勘察设计研究院有限公司、广州市建筑科学研究院有限公司、广东省基础工程公司、中国建筑技术集团有限公司、天津滨海新区建筑研究院、陕西省建筑科学研究院、东营市勘察测绘院、临沂市规划建筑设计研究院、上海市基础工程公司。

本标准主要起草人：刘金波、魏宜龄、王重、王广宇、李连营、郭金雪、刘永超、沙安、颜小荣、杨秋玲、赵晓光、周永祥、侯达远、朱武卫、杨会峰、任达、邵孟新、杨石飞、崔凤祥、胡贺松、陈芳斌、郑刚、郝猷猷、李耀良、于缘宝。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

——JG 197-2006。

1范围

1 范围

本标准规定了先张法预应力混凝土空心方桩(以下简称空心方桩)的分类与标记、材料、一般要求、要求、试验方法、检验规则、标志、产品合格证、堆放、吊装和运输等。

本标准适用于工业与民用建筑、市政等工程使用的离心成型先张法预应力混凝土空心方桩。

2规范性引用文件

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。

GB 175 通用硅酸盐水泥

GB/T 700 碳素结构钢

GB/T 701 低碳钢热轧圆盘条

GB/T 1499．2 钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋

GB/T 1596-2017 用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T 5223．3 2017 预应力混凝土用钢棒

GB 8076 混凝土外加剂

GB/T 14684 建筑用砂

GB/T 14685 建筑用卵石、碎石

GB/T 18046-2017 用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉

GB/T 18736-2017 高强高性能混凝土用矿物外加剂

GB 50010-2010 混凝土结构设计规范

GB/T 50081 普通混凝土力学性能试验方法标准

GB/T 50107 混凝土强度检验评定标准

GB 50164 混凝土质量控制标准

JC/T 950-2005 预应力高强混凝土管桩用硅砂粉

JC/T 2239 预应力离心混凝土空心方桩用端板

JGJ 19 冷拔低碳钢丝应用技术规程

JGJ 63 混凝土用水标准

3分类与标记

3 分类与标记

3．1 分类和代号

空心方桩按混凝土强度等级分为预应力高强混凝土空心方桩C80(代号PHS)和预应力混凝土空心方桩C60(代号PS)。

3．2 规格

3．2．1 空心方桩示意图见图1。

说明：

B——边长；

D——空心直径；

L——长度；

t——最小壁厚。

图1 空心方桩示意图

3．2．2 空心方桩常用规格见表1。

表1 空心方桩常用规格

3．2．3 空心方桩按有效预压应力分为A型、AB型和B型，其有效预压应力值分别是：A型3．8MPa～4.2MPa，AB型5．7 MPa～6．3MPa，B型7．6MPa～8.4MPa。空心方桩有效预应力计算方法见附录A。

3．2．4 空心方桩的长度包括桩身和端板。

3．3 标记

空心方桩的标记如下。

3．4 标记示例

边长500mm、空心直径310mm、最小壁厚95mm、长度12m、A型的预应力混凝土空心方桩的标记为：

PS-500-310-95-12-A JG/T 197-2018

4材料

4 材料

4．1 水泥

宜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，并应符合GB 175的规定。

4．2 骨料

4．2．1 细骨料宜采用天然中粗砂或人工砂，细度模数为2．5～3．2，采用人工砂时，细度模数应为2．5～3．5，并应符合GB/T 14684的规定，砂的含泥量应不大于1％，氯离子含量应不大于0．01％，硫化物及硫酸盐含量应不大于0．5％。

4．2．2 粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径宜不大于25mm，不应超过钢筋净距的3/4，并应符合GB/T 14685的规定，且含泥量应不大于0．5％，硫化物及硫酸盐含量应不大于0．5％。

4．2．3 对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的空心方桩，其所使用的骨料应符合现行相关标准的有关规定。

4．3 钢材

4．3．1 预应力钢筋宜采用预应力混凝土用钢棒，并应符合GB/T 5223．3-2017表6中低松弛螺旋槽钢棒的规定，且抗拉强度应不小于1420MPa、规定非比例延伸强度应不小于1280MPa，断后伸长率应大于GB/T 5223．3-2017表7中延性35级的规定要求。

4．3．2 箍筋宜采用低碳钢热轧圆盘条、冷拔低碳钢丝，其质量应分别符合GB/T 701、JGJ 19的有关规定。

4．3．3 端板性能应符合JC/T 2239的规定，材质应采用Q235B，其厚度不应小于表2的规定。桩套箍材质的性能应符合GB/T 700中Q235的规定。

表2 端板最小厚度

4．3．4 空心方桩当需要设置端部锚固钢筋时，锚固钢筋宜采用钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，其质量应符合GB/T 1499．2的规定。

4．4 水

混凝土拌合用水的质量应符合JGJ 63的规定。

4．5 外加剂

外加剂的质量应符合GB 8076的规定，严禁使用氯盐类外加剂。

4．6 掺合料

4．6．1 掺合料宜采用硅砂粉、矿渣微粉、粉煤灰或硅灰等，硅砂粉应符合JC/T 950-2005中表1的有关规定，矿渣微粉不应低于GB/T 18046-2017表1中S95级的有关规定，粉煤灰不应低于GB/T 1596-2017中Ⅱ级F类的有关规定，硅灰应符合GB/T 18736-2017中表1的有关规定。

4．6．2 当采用其他品种的掺合料时，应通过试验确认符合空心方桩混凝土质量要求时，方可使用。

4．7 混凝土

混凝土质量控制应符合GB 50164的规定。

5一般要求

5 一般要求

5．1 预应力钢筋的加工

5．1．1 钢筋应清除油污，切断前应保持平直，不应有局部弯曲，切断后端面应平整。同根空心方桩中钢筋长度的相对差值：长度小于或等于15m时应不大于1．5mm，长度大于15m时应不大于2mm。

5．1．2 钢筋和箍筋的焊接点的强度损失不得大于该材料抗拉强度的5％。

5．1．3 钢筋镦头部位的强度不得低于该材料抗拉强度的90％。

5．2 钢筋骨架

5．2．1 预应力钢筋应方形、对称均匀布置，最小配筋率宜不小于0．5％，并根据计算确定预应力钢筋。

5．2．2 箍筋的直径和间距应根据计算确定。对于边长400mm及以下，箍筋的直径应不小于4mm；边长450mm～600mm，箍筋的直径应不小于5mm；边长650mm及以上，箍筋的直径应不小于6mm。空心方桩两端5D、且不小于2000mm范围内箍筋加密，间距为45mm，其余部分箍筋间距为80mm。

5．2．3 骨架成型后，各部分尺应符合如下要求：

a) 预应力钢筋间距偏差应不超过±5mm。

b) 箍筋的间距偏差应不超过±5mm。

5．3 接头

5．3．1 空心方桩接头宜采用端板焊接。

5．3．2 空心方桩接头端板的宽度不应小于空心方桩的最小壁厚，端板的厚度应满足张拉时的受力要求和焊接要求。

5．3．3 接头的端面与桩身轴线的垂直度应满足尺寸允许偏差要求。

5．3．4 接头的焊接坡口尺寸应满足焊接要求。

5．4 耐久性

对于有特殊要求及腐蚀、冻融环境下的空心方桩，应对其原材料、混凝土配合比和生产工艺等相关技术进行控制，并按设计要求对混凝土保护层等采取相应措施。

5．5 桩身承载力

空心方桩的桩身承载力应满足设计、吊装、运输、堆放和施工要求。

'>《预应力混凝土空心方桩》JG/T 197-2018

 附录A预应力混凝土空心方桩有效预压应力值计算方法

附 录 A (规范性附录)

预应力混凝土空心方桩有效预压应力值计算方法

A．1 预应力损失和混凝土有效预压应力计算

空心方桩考虑3种引起预应力损失的因素，包括张拉端锚具变形和预应力筋内缩、预应力筋的应力松弛以及混凝土的收缩和徐变。当计算求得的预应力总损失值少于100MPa时，取100MPa。上述3种预应力损失值和混凝土有效预压应力根据GB 50010-2010中10．2．1～10．2．5的有关条文计算。

张拉控制应力取 σcon＝O．7fptk＝0.7×1420＝994 MPa ………………(A．1)

式中：

fptk——预应力筋极限强度标准值，fptk＝1420MPa。

A．2 张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失σl1(N／mm2)

式中：

a——张拉端锚具变形和钢筋内缩值，取1．5mm；

l——张拉端与锚固端之间的距离，单位为毫米(mm)，取空心方桩的公称长度，按12000mm计算；

Es——预应力钢筋弹性模量，单位为牛每平方毫米(N/mm2)，取2×105。

故 σl1＝25MPa。

A．3 低松弛预应力筋应力松弛引起的预应力损失σl4(N/mm2)

当σcon≤O．7fptk时

A．4 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)

式中：

σpc——受拉(压)区预应力钢筋合力点处的混凝土法向压应力，单位为兆帕(MPa)；

f＇cu——施加预应力时混凝土立方体抗压强度，不应低于45MPa；

ρ——受拉区预应力钢筋的配筋率，对于对称配置的预应力钢筋，配筋率按钢筋总截面面积的一半计算；

Ap——预应力钢筋截面面积，单位为平方毫米(mm2)；

A0——换算截面面积，单位为平方毫米(mm2)，

A．5 预应力钢筋的有效预应力σpe(N/mm2)

式中：

α＇E——钢筋的弹性模量与放张时混凝土的弹性模量之比。

A．6 空心方桩混凝土有效预压应力σce(N/mm2)

式中：

Ac——混凝土的截面面积，单位为平方毫米(mm2)。

 附录B预应力混凝土空心方桩抗弯性能试验方法

附 录 B (规范性附录)

预应力混凝土空心方桩抗弯性能试验方法

B．1 试验装置

空心方桩的抗弯试验采用简支梁对称加载装置，如图B．1所示,其中，P的方向可垂直于地面，也可平行于地面(空心方桩的轴线均与地面平行)。

说明：

1——空心方桩；

2——滑动铰支座；

3——固定铰支座；

4——支墩；

5——分配梁；

6——分配梁固定铰支座；

7——分配梁滑动铰支座；

8——垫板。

图B．1 空心方桩的抗弯试验示意图

B．2 加载程序

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3min，观察是否有裂缝出现，并测定和记录裂缝宽度。

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3min，测定和记录裂缝宽度。

第三步：按极限弯矩的5％的级差继续加载至出现7．5．2所列极限状态的检验标志之一为止。每级荷载的持续时间3min，观测并记录各项读数。

B．3 弯矩计算公式

实测弯矩按式(B．1)～式(B．3)计算：

垂直向下加载时： M＝P(3L/5-1)/4+W·L/40 ……………………………(B．1)

垂直向上加载时： M＝P(3L/5-1)/4-W·L/40 ……………………………(B．2)

水平加载时： M＝P(3L/5-1)/4 ……………………………………(B．3)

式中：

M——抗弯弯矩，单位为千牛米(kN·m)；

W——空心方桩重量，单位为千牛(kN)；

L——空心方桩长度，单位为米(m)；

P——荷载，单位为千牛(kN)(垂直加载时，应考虑加载设备的重量)。

B．4 试验方法

空心方桩接头处抗弯试验方法与B．1相同，应使接头位于最大弯矩处。

B．5 抗裂荷载和极限荷载的确定

B．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实测值。

B．5．2 当在规定的荷载持续时间结束后出现7．5．2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。

 附录C预应力混凝土空心方桩抗剪性能试验方法

附 录 C (规范性附录)

预应力混凝土空心方桩抗剪性能试验方法

C．1 试验装置

空心方桩的抗剪试验采用图C．1所示对称加载装置，其中，Pc的方向可垂直于地面，也可平行于地面(空心方桩的轴线均与地面平行)。剪跨b取1．OB，试件悬出长度l1取(1．25～2．0)B。

说明：

1——分配梁支点；

2——分配梁；

3——空心方桩；

4——支墩；

L——试验用空心方桩长度；

l1——空心方桩悬出长度；

b——剪跨；

Pc——荷载。

图C1 空心方桩的抗剪试验示意图

C．2 加载程序

第一步：按抗裂剪力的20％的级差由零加载至抗裂剪力的80％，每级荷载的持续时间为3min；然后按抗裂剪力的10％的级差继续加载至抗裂剪力的100％。每级荷载的持续时间为3min，观察是否有裂缝出现，测定并记录裂缝宽度。

第二步：如果在抗裂剪力的100％时未出现裂缝，则按抗裂剪力的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。

C．3 抗裂剪力计算公式

实测抗裂剪力按式(C．1)计算：

Q＝Pc/2 …………………………（C．1）

式中：

Q——抗裂剪力，单位为千牛(kN)；

Pc——剪跨内产生斜拉裂纹时的荷载，单位为千牛(kN)。

C．4 抗裂荷载的确定

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实测值。