设计说明
一、一般说明
二、设计依据
1.本图集端板连接先张法预应力混凝土竹节管桩（以下简称竹节管桩）是采用先张法离心工艺生产，桩身带有等间距竹节状凸起，上下节桩采用端板连接的预应力混凝土管桩.适用于抗震设防烈度7度及7度以下地区工业与民用建筑和市政基础设施工程的低承台桩基础.2.本图集竹节管桩适用于混凝土结构环境类别为二a类、二b类.当基础的环境、地质条件对桩有侵蚀性时，应根据使用条件按有关规范采取有效的防腐蚀措施.3.本图集竹节管桩主要用于承受竖向受压荷载的情况，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程条件、荷载大小及施工条件等因素，经计算分析后选用或另行设计.
1.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011：2.《建筑结构荷载规范》GB50009-2012；3.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）：4.《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）；5.《钢结构设计标准》GB50017-2017：6.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）：7.《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046-2018；
8.《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018；9.《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476-2009：10.《先张法预应力离心混凝土异型桩》GB/T31039-2014：11.《钢结构焊接规范》GB50661-2011：12.《通用硅酸盐水泥》GB175-2007：13.《碳素结构钢》GB/T700-2006；14.《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003-2014；15.《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701-2008：16.《混凝土外加剂》GB8076-2008；17.《建设用砂》GB/T14684-2011；18.《建设用卵石、碎石》GB/T14685-2011；19.《合金结构钢》GB/T3077-2015；21.《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3-2017； 20.《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2019：22.《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018；23.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015：24.《混凝土质量控制标准》GB50164-2011；25.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008（2018年版）：26.《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014；27.《预应力混凝土异型预制桩技术规程》JGJ/T405-2017：28.《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017；
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29.《混凝土用水标准》JGJ63-2006：30.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012：31.《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》JC/T540-2006：32.《先张法预应力混凝土用钢模》JC/T605-2017：33.《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T947-2014；34.浙江省《工程建设岩土工程勘察规范》DB33/T1065-2019；35.浙江省《基桩完整性检测技术规程》DB33/T1127-2016：36.浙江省《建筑地基基础设计规范》DB33/T1136-2017.
（二）编号
[例1]：竹节管桩节外径500mm、桩身外径450mm、壁厚95mm、AB型、长度为11m、桩身混凝土强度等级为C80、a型桩尖标记为：D-PHC 500-450(95)AB-11a[例2]：竹节管桩节外径500mm、桩身外径450mm、壁厚95mm、AB型、长度为11m、桩身混凝土强度等级为C60、a型桩尖标记为：D-PC500-450(95)AB-11a
注：当依据的标准规范修订或有新标准规范实施时，图集中与现行标准不符的内容、限制或淘汰的技术及产品，视为无效.工程技术人员在参考使用时，应加以区分，并应对图集相关内容进行复核、调整后选用.
三、分类与编号
四、原材料与构造要求
（一）分类
1.竹节管桩按混凝土强度等级分为：1）端板连接先张法预应力高强混凝土竹节管桩（D-PHC），混凝土强度等级不得低于C80.2)端板连接先张法预应力混凝土竹节管桩（D-PC），混凝土2.竹节管桩按节外径及桩身外径可分为：400-350、500-450、 强度等级不得低于C60.600-550、700-650及800-750等规格.3.竹节管桩按混凝土有效预压应力分为：A型、AB型和B型.
（一）混凝土
1.制作竹节管桩的混凝土质量应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB50164的规定，并按该标准的要求进行2.桩身制作用水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水 检验.泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，其质量应符合现 行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的有关规定.3.细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，采用天然
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砂时，细度模数宜为2.5~3.2，采用人工砂时，细度模数为2.5~3.5，质量应符合现行国家标准《建设用砂》GB/T14684的有关规定，含泥量不应大于1%，氯离子含量不应大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不应大于0.5%.4.粗骨料应采用碎石或破碎的卵石，连续级配，针片状颗粒不应大于5%，最大粒径不应大于25mm，且不应大于钢筋净间距的3/4，其质量应符合现行国家标准《建设用卵石、碎石》GB/T14685的有关规定，且含泥量不应大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不应大于0.5%.5.对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的竹节管桩，其所使用的骨料应符合相关标准的规定.6.混凝土拌和用水不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质和油质，其质量应符合现行国家标准《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定.7.外加剂质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的有关规定，不得采用含有氯盐或有害物质的外加剂.8.掺合料宜采用矿渣微粉、粉煤灰或硅灰等，质量要求应符合现行国家标准《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003的有关规定.当采用其他品种的掺合料时，应通过试验鉴定，确认符合竹节管桩用混凝土质量要求后，方可使用.
2.螺旋箍筋宜采用低碳钢热轧圆盘条、混凝土制品用冷拔低碳钢丝，质量应分别符合现行国家标准《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701、《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》JC/T540的规定.3.端板材质应采用Q235B钢，套箍材质应采用Q235钢，其质量端板的性能应符合现行行业标准《先张法预应力混凝土管桩用端板》JC/T947的有关规定.
应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700的有关规定，
（三）构造要求
1.用于工业与民用建筑和市政工程的低承台等桩基础时，其预应力钢筋混凝土保护层厚度不应小于40mm.2.竹节管桩的预应力钢筋应沿桩周均匀布置，桩基础竹节管桩最小配筋率不应低于0.5%，并不应少于6根.3.竹节管桩的两端螺旋箍筋加密区长度，不应小于3倍桩身外径，且不小于2000mm.加密区螺旋箍筋螺距为45mm，其余部分螺旋箍筋螺距为80mm，允许偏差为土5mm.当承受较大水平荷载、抗震设防区位于液化土层范围（含软硬土交界处一定范围内）以及具体工程设计中认为有必要增加箍筋加密区长度的竹节管桩，应根据具体工程设计的要求确定箍筋的间距和加密区范围.
五、设计及计算
（二）钢材
1.预应力钢筋宜采用抗拉强度不小于1420MPa、35级延性的低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒，其质量应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3的有关规定.
（一）设计参数与规定
1.预应力钢筋（PCB-1420-35-L-HG）的力学性能应符合表1
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的规定.
3.张拉应力控制
表1 PCB-1420-35-L-HG钢筋的力学性能
规定非比 抗拉强 抗拉强 抗压强 新后 弹性 1000h符号 例延伸强 度标准 度设计 度设计 伸长 模量 松弛度R.2 (MPa) (MPa) 值ftk 值fs （MPa） (MPa) 值 (%）（N/mm²) 率 E. （%) 值≥1280≥1420 ≥1000 ≥400 ≥7 2.0×10 ≤2.0
2.预应力钢筋（PCB-1420-35-L-HG）的几何特征及理论质量应符合表2的规定.
表2 PCB-1420-35-L-HG钢筋的几何特征及理论质量
公称直径 基本直径 公称截面积 理论质量（mm） （mm） (mm²) （kg/m)7.1 7.25 40.0 0.3140°6 9.25 64.0 0.50210.7 11.10 90.0 0. 70712.6 13.10 125.0 0.981注：1.公称直径：设计采用的直径，按有效面积换算成圆2.基本直径：钢筋的外接圆直径. 的直径，本图集均用公称直径表示.3.公称截面积：横截面面积等于圆形光面钢筋公称直径的面积，本图集均按公称截面积计算.
预应力钢筋的张拉控制应力0n，本图集取钢筋抗拉强度
4.混凝土力学性能
5.端板最小厚度
标准值的0.7倍，即0cn=0.70ftk.钢筋张拉应力及每根钢筋的张拉力见表3.
表3 预应力钢筋的张拉应力及每根钢筋的张拉力
钢筋直径（mm） 7.1 9.0 10.7 12.6张拉控制应力0con（MPa) 994 994 994 994每根钢筋的张拉力（kN） 39. 76 63. 62 89. 46 124. 25
本图集竹节管桩采用的混凝土强度等级为C60和C80，其力学性能应符合表4的规定.
表4 混凝土强度指标及弹性模量
抗压强度 抗压强度 抗拉强度 抗拉强度弹性模量混凝土 标准值 设计值 标准值 设计值 E强度等级 (N/mm) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²)C60 38.50 27.50 2.85 2.04 3.60×10C80 50.20 35.90 3.11 2.22 3.80×10°
本图集竹节管桩采用的端板最小厚度应符合表5的规定.
表5 端板最小厚度（mm）
钢筋直径 7.1 9.0 10.7 12.6端板最小厚度 16 18 20 24
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（二）竹节管桩的结构计算
1.预应力钢筋损失值应按现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476的有关规定计算.
2.竹节管桩受弯时，裂缝控制等级取二级，应符合下列规定：
式中： M-按荷载效应标准组合计算的桩身弯矩值：
3.桩身正截面受弯承载力设计值应符合下列规定：
式中：M-弯矩设计值：
A 按桩身外径计算桩身截面面积：受压区混凝土面积和全截面面积之比：a 受拉区纵向预应力钢筋面积与全部预应力钢筋面积之比：α- 混凝土矩形应力图的应力值与轴心抗压强度设计值之比，C60取0.98，C80取0.94；- 预应力钢筋有效预应力，即混凝土法向应力f一预应力钢筋抗拉强度设计值： 等于零时的预应力钢筋应力；f一预应力钢筋抗压强度设计值：f-混凝土轴心抗压强度设计值.
由，=，》， 桩身极限弯矩标准值M也可按公式（4）计算，但式中度标准值“f”，“f”应改用预应力钢筋抗拉强度标准值“fx”.
4.桩身受压承载力应符合下列规定：
1)不考虑压曲影响时，桩身轴心受压承载力应符合下列规定：
式中：R-轴压力设计值：
