T/GDHS 008-2023 公路桥梁预应力混凝土管桩技术规程

　　T/GDHS 008—2023

公路桥梁预应力混凝土管桩技术规程

Code of practice for prestressed concrete pipe piles of highway bridges

2023 - 11 - 15 发布 2023 - 11 - 15 实施

广东省公路学会 发 布

目次

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

引言 ................................................................................. IV

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

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

3 术语和符号 ......................................................................... 2

术语 ........................................................................... 2

符号 ........................................................................... 3

4 基本规定 ........................................................................... 4

5 管桩制品 ........................................................................... 5

分类和规格 ..................................................................... 5

主要材料 ....................................................................... 6

结构和性能 ..................................................................... 7

管桩的选用 ..................................................................... 9

6 勘察 ............................................................................... 9

勘察要求 ....................................................................... 9

勘察报告 ...................................................................... 10

7 设计 .............................................................................. 10

一般规定 ...................................................................... 10

布置 .......................................................................... 10

构造 .......................................................................... 11

单桩轴向承载力 ................................................................ 12

单桩水平承载力 ................................................................ 14

持久状况承载能力极限状态计算 .................................................. 15

持久状况正常使用极限状态计算 .................................................. 18

沉降及稳定性 .................................................................. 18

耐久性设计 .................................................................... 18

8 施工 .............................................................................. 19

一般规定 ...................................................................... 19

起吊、运输和堆放 .............................................................. 20

施工机械 ...................................................................... 20

施工准备 ...................................................................... 22

试桩工艺验证 .................................................................. 22

锤击法沉桩 .................................................................... 22

静压法沉桩 .................................................................... 23

引孔法沉桩 .................................................................... 23

接桩、截桩与补桩 .............................................................. 24

9 质量检验及验收评定 ................................................................ 24

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II

一般规定 ....................................................................... 24

生产过程质量检验 ............................................................... 24

施工准备质量检验 ............................................................... 25

施工过程质量检验 ............................................................... 27

成桩质量检验 ................................................................... 28

工程验收 ....................................................................... 30

附录A(规范性) 管桩桩身截面混凝土有效预压应力、抗裂弯矩、极限弯矩和抗裂剪力计算 ..... 31

A.1 桩身截面混凝土有效预压应力值计算 ............................................... 31

A.2 管桩抗弯性能试验桩身抗裂弯矩计算 ............................................... 31

A.3 管桩抗弯性能试验桩身极限弯矩计算 ............................................... 32

A.4 管桩抗剪性能试验桩身抗裂剪力计算 ............................................... 32

附录B(规范性) 公路桥梁管桩桩身配筋及力学性能 ....................................... 33

B.1 管桩桩身配筋及相关参数 ......................................................... 33

B.2 管桩桩身力学性能 ............................................................... 35

附录C(规范性) 锤击法沉桩施工锤重参考表............................................. 37

C.1 柴油锤选择技术参数 ............................................................. 37

C.2 液压锤选择技术参数 ............................................................. 37

附录D(规范性) 静压桩机及适用范围参数表............................................. 39

D.1 静压桩机技术参数 ............................................................... 39

D.2 静压桩机适用范围参数 ........................................................... 39

附录E(规范性) 锤击沉桩施工记录表 .................................................. 40

附录F(规范性) 静力压桩施工记录表 .................................................. 41

附录G(规范性) 管桩钢筋骨架质量检验报告单........................................... 42

附录H(规范性) 管桩成品质量检验报告单 .............................................. 43

附录I(规范性) 管桩抗弯性能试验方法 ................................................ 44

I.1 管桩抗弯试验加载装置 ........................................................... 44

I.2 抗弯试验用管桩长度 ............................................................. 44

I.3 管桩节段拼装部位抗弯试验 ....................................................... 45

I.4 加载程序 ....................................................................... 45

I.5 弯矩计算公式 ................................................................... 45

I.6 抗裂荷载和极限荷载的确定 ....................................................... 45

附录J(规范性) 管桩抗剪性能试验方法 ................................................ 46

J.1 管桩抗剪试验加载装置 ........................................................... 46

J.2 加载程序 ....................................................................... 46

J.3 抗裂剪力计算公式 ............................................................... 47

J.4 抗裂荷载的确定` ................................................................ 47

附录K(规范性) 管桩成桩质量检验评定表 .............................................. 48

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III

前言

本文件按照GDHS-BZBX-01-2021《广东省公路学会标准编写规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司提出。

本文件由广东省公路学会归口。

本文件起草单位：广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司、广东省高速公路有限公司、保利

长大工程有限公司、广东省南粤交通投资建设有限公司、建华建材(中国)有限公司、广东交科检测有

限公司、中国铁建港航局集团有限公司

主编：孙向东

参加编写人员：邱志雄、黄国清、李华生、刘志峰、陈长万、邓文豪、毛永平、卢绍鸿、李烘星、

宁立、刘国兴、王鹏、林文朴、蒋伟为、吴海平、王文州、高喜胜、孙洋、刘启林、郭灿

主审：李卫民

参加审查人员：陈冠雄、张钱松、胡利平、房金钱、魏立新、赵君黎、洪显诚、钟显奇、李勇、

王佳胜、庄明融

本文件为首次发布。

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IV

引言

在国外，预应力混凝土管桩至今已有近百年历史，预应力高强混凝土管桩亦有70多年历史。二十世

纪60年代，我国开始研制和生产钢筋和预应力混凝土管桩。广东省是我国最早推广使用预应力混凝土管

桩的省份之一。二十世纪90年代，在广东省高等级公路桥梁上已采用了管桩基础。经过长期的发展，目

前预应力混凝土管桩的生产技术和产品性能有了显著提高，在适用性、可靠性和耐久性方面有了显著提

升，在公路桥梁中广泛应用的技术条件已经成熟。为了规范和引导预应力混凝土管桩在我省公路桥梁领

域的正确、合理、科学、安全应用，特制定本文件。

本文件吸收了我国近年来公路桥梁预应力混凝土管桩应用的最新成果和经验，结合公路桥梁受力特

点和广东省地质特征，依托深汕西高速公路改扩建等项目开展了相关科研、试验和工程验证工作，取得

了一系列新的技术成果，制定了公路桥梁专用管桩制品、勘察、设计、施工和验收等标准，提升或完善

了设计理论、结构构造、施工工法和质量检验等内容，并广泛征求了交通运输行业公路建设与运营管理

单位以及公路设计、施工、检测和科研单位的意见，经反复讨论、修改形成本文件。

请各有关单位，在文件使用过程中，将发现的问题和意见及时反馈至广东省交通规划设计研究院集

团股份有限公司(地址：广州市白云区黄边北路146号，邮政编码：510440)，以便修订时研用。

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1

公路桥梁预应力混凝土管桩技术规程

1 范围

本文件规定了公路桥梁预应力混凝土管桩的管桩制品、勘察、设计、施工、质量检验及验收评定程

序和要求。

本文件适用于广东省新建、改扩建和维修加固公路桥梁预应力混凝土管桩基础工程。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件;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 1499.2 钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋

GB 8076 混凝土外加剂

GB 50205 钢结构工程施工质量验收标准

GB 50661 钢结构焊接规范

GB/T 700 碳素结构钢

GB/T 701 低碳钢热轧圆盘条

GB/T 1596-2017 用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T 5223.3 预应力混凝土用钢棒

GB/T 14684 建设用砂

GB/T 14685 建设用卵石、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 高强高性能混凝土用矿物外加剂

GB/T 19496 钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法

GB/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准

GB/T 50081 混凝土物理力学性能试验方法标准

GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准

JC/T 540 混凝土制品用冷拔低碳钢丝

JC/T 947 先张法预应力混凝土管桩用端板

JC/T 950 预应力高强混凝土管桩用硅砂粉

JGJ 63 混凝土用水标准

JGJ/T 406 预应力混凝土管桩技术标准

JTG C20 公路工程地质勘察规范

JTG D60 公路桥涵设计通用规范

JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程

JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTG 3363 公路桥涵地基与基础设计规范

JTG/T 2231-01 公路桥梁抗震设计规范

JTG/T 3310 公路工程混凝土结构耐久性设计规范

JTG/T 3512 公路工程基桩检测技术规程

JTG/T 3650 公路桥涵施工技术规范

T/CECS 253 地基基础孔内成像检测标准

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3 术语和符号

术语

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

PHC 管桩 prestressed high-strength concrete pipe pile

桩身混凝土强度等级不低于C80且主筋配筋形式只有预应力钢棒的管桩为预应力高强混凝土管桩。

3.1.2

PRC 管桩 prestressed high-strength hybrid reinforcement pipe pile

桩身混凝土强度等级不低于C80且主筋配筋形式为预应力钢棒和普通钢筋组合布置的管桩为预应力

高强混合配筋管桩。

3.1.3

管桩基础 concrete pipe pile foundation

采用单根或多根管桩组成的基础。

3.1.4

锤击贯入法 hammer-driving method

利用锤击设备将管桩打至土(岩)层设计深度的沉桩施工方法。

3.1.5

静力压桩法 jacked driving method

利用静压设备将管桩压至土(岩)层设计深度的沉桩施工方法。

3.1.6

中掘法 method of dig construction

在管桩中空部插入专用钻头，边钻孔取土边将桩沉入土(岩)中的沉桩施工方法。

3.1.7

植入法 method of planting pile

预先用钻机在桩位处成孔并灌注填充料，然后锤击或振动使管桩下沉，或采用搅拌、旋喷成桩辅助

将管桩植入的施工方法。

3.1.8

抱压式压桩机 pile pressing machine with cramp pressing type

在桩身侧部施加压力的液压式压桩机。

3.1.9

桩身抱压允许压桩力 allowable pressure of pile with cramp pressing

桩身允许的最大抱压力。

3.1.10

顶压式压桩机 pile pressing machine with top pressing type

在桩顶部施加压力作用的液压式压桩机。

3.1.11

桩身顶压允许压桩力 allowable pressure of pile with top pressing

桩身允许的最大顶压力。

3.1.12

填芯混凝土 filling concrete for pipe pile

填筑在管桩顶部或底部内腔一定范围的混凝土。

3.1.13

送桩 pile following

沉桩过程中，借助送桩器将桩顶沉至地面以下一定深度的施工工序。

3.1.14

桩端土塞效应 plugging effect of pipe pile

开口桩尖沉桩过程中，土体涌入管桩内的土芯固结闭塞后对桩端阻力发挥作用程度的影响效应。

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3

3.1.15

复压 repeated pressing

静力压桩施工完成后，间隔一段时间再次施压的作业方法。

3.1.16

收锤标准 condition for stopping hammering

将桩端沉至设计要求标高时终止锤击的控制条件。

3.1.17

终压控制标准 condition for stopping pressing

将桩端沉至设计要求标高时终止压桩的控制条件。

3.1.18

锤击贯入度 hammer penctration

用落锤锤击管桩一定击数后，管桩进入土(岩)层中的深度。

符号

下列符号适用于本文件。

3.2.1 抗力和材料性能

??— 混凝土弹性模量;

??— 钢筋弹性模量;

???、???— 混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;

??— 材料强度设计值;

???— 预应力钢棒抗拉强度设计值;

???

′— 预应力钢棒抗压强度设计值;

???— 预应力钢棒抗拉强度标准值;

???— 普通钢筋抗拉强度设计值;

???— 箍筋抗拉强度设计值;

???、???— 混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;

????— 与

i l 对应的土层与桩侧摩阻力特征值;

???— 管桩桩端阻力特征值;

?— 构件承载力设计值;

??— 单桩轴向受压承载力特征值;

?ℎ?

— 单桩水平承载力特征值;

??— 单桩轴向受拉承载力特征值;

3.2.2 作用和作用效应

??— 弯矩设计值;

??— 轴向力设计值;

?— 作用效应组合的设计值;

??— 剪力设计值;

?lt— 在作用准永久组合下构件抗裂验算截面边缘混凝土的法向拉应力;

???— 管桩桩身截面混凝土有效预压应力;

?p0— 预应力钢棒合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢棒应力;

?st— 在作用频遇组合下构件抗裂验算截面边缘混凝土的法向拉应力;

3.2.3 几何参数

A — 管桩截面面积;

??— 桩尖水平投影面积;

??— 全部纵向预应力钢棒的总截面面积;

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As— 全部纵向普通钢筋的总截面面积;

???— 单支箍筋的截面面积;

??— 几何参数设计值;

??— 纵向预应力钢棒所在圆的直径;

?、?1— 管桩环形截面的外、内直径;

??— 管桩桩身抗弯刚度;

e0— 轴向压力对截面重心的偏心距。

ℎ— 桩入土深度;

?— 管桩截面相对中心轴的惯性矩;

I0— 桩身换算截面惯性矩;

il — 承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度;

r、r1— 管桩环形截面的外、内半径;

rp— 纵向预应力钢棒所在圆的半径;

rs— 纵向普通钢筋重心所在的圆周的半径;

??— 箍筋间距;

?0— 中心轴以上截面对中心轴的面积矩;

?— 管桩壁厚;

u — 桩身周长;

3.2.4 计算系数及其他

n— 土的层数;

oax — 管桩桩顶允许水平位移;

x V — 管桩桩顶水平位移系数;

 — 管桩的水平变形系数;

??— 预应力钢棒的弹性模量与管桩混凝土的弹性模量之比;

??1— 预应力钢棒的弹性模量与放张时混凝土的弹性模量之比;

i  — 振动沉桩对各土层桩侧摩阻力的影响系数;

?t— 纵向受拉预应力钢棒与全部纵向预应力钢棒截面面积的比值。

?0— 受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值;

?0— 桥梁结构重要性系数;

?— 考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数。

???

— 管桩第i 层土(岩)的侧阻力修正系数值;

? — 轴压构件稳定系数;

4 基本规定

预应力混凝土管桩设计，应坚持安全可靠、技术先进、经济合理、保护环境的原则。

预应力混凝土管桩设计，应根据水文、地质、地形、荷载特征、上部结构形式、施工条件和环境

保护等因素，因地制宜选择合适的桩型和施工工艺。

预应力混凝土管桩为公路桥梁主体结构，其设计使用年限应按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)

的规定采用。

下列情况不宜采用管桩：

a) 水深大于5m 的高桩承台基础;

b) 桩端持力层以上的覆盖层中含有较多且严重影响打桩的孤石、坚硬夹层或其他障碍物;

c) 基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层，其下直接为中风化岩层或微风化岩层;

d) 地下水或地基土对管桩的混凝土、钢筋及钢零部件有强腐蚀作用的岩土层，采用防腐蚀措施

无法满足要求时;

e) 施工条件受限或规模较小。

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条文说明

单节管桩常用长度为9m～14m，当水深大于5m 时，管桩接头仍位于内力较大处，受力不利。在孤石、风化球或其他

障碍物多的地层施打管桩，控制不好时可能出现管桩跑位、桩身断裂等现象。基岩以上为淤泥等松软土层、其下直接为

中风化岩层或微中风化岩面上只有较薄的强风化岩层，这种地质条件俗称"上软下硬、软硬突变"，沉桩过程中桩尖直接

碰到坚硬的中风化岩层或微风化岩层，此时桩身反弹明显，容易出现桩头打碎、桩身断裂现象。

预应力混凝土管桩应进行如下验算：

a) 管桩基础或单桩的竖向承载能力和水平承载能力的验算;

b) 桩身结构和连接强度验算;

c) 桩身结构和连接抗裂验算;

d) 当管桩下卧层压缩较大或需考虑相邻墩沉降差时的沉降验算。

预应力混凝土管桩按承载能力极限状态和正常使用极限状态验算时，作用效应组合应按《公路桥

涵设计通用规范》(JTG D60)规定采用，并应符合下列要求：

a) 单桩竖向承载能力和水平承载能力验算应采用作用效应频遇组合和偶然组合，作用组合表达

式中的频遇值系数和准永久值系数均应取1.0，汽车荷载应计入冲击系数;

b) 桩身结构和连接强度验算应采用作用效应基本组合和偶然组合;

c) 桩身结构和连接抗裂验算应采用作用效应频遇组合和准永久组合;

d) 桩基沉降计算时，基础底面作用效应应采用准永久组合效应，考虑的永久作用不包括混凝土

收缩及徐变作用、基础变位作用，可变作用仅指汽车荷载和人群荷载。

5 管桩制品

分类和规格

5.1.1 公路桥梁管桩宜选择PHC 管桩和PRC 管桩。PHC 管桩和PRC 管桩按构造和配筋的不同分为Ⅰ、

Ⅱ、Ⅲ型，其混凝土名义有效预压应力值宜分别为6MPa、8MPa 和10MPa。管桩桩身截面混凝土有效预

压应力应按附录A 计算。

条文说明

本文件PRC 管桩的预应力钢棒和普通钢筋全截面均匀布置，偏心受压承载能力各向相同。

5.1.2 公路桥梁管桩的外径规格宜选用500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm 和1200mm，不应低于

500mm。

条文说明

根据广东省公路桥梁管桩应用调研情况，管桩主要采用PHC 和PRC 两类;管桩外径主要采用600mm 和1000mm;小直

径PC 管桩承载力低，不宜采用。

5.1.3 桥梁管桩外径一般根据基础结构型式、受力需求、经济性和施工条件等因素综合确定，基础方

案选型时可以根据表1 初步选择管桩规格。

表1 管桩外径对应单桩轴向受压承载力特征值??参考范围

管桩外径(mm) 500 600 700 800 1000 1200

??(kN) 1000～1500 1300～2000 1800～2300 2100～2500 2300～3500 3300～4500

5.1.4 管桩出厂时应有产品合格证，距离桩身两端1000mm～1500mm 处应有标记。产品合格证内容应包

括管桩类型、管桩型号、外径、壁厚和单节长度等。

5.1.5 公路桥梁先张法预应力混凝土管桩的代号为GLQ-PHC,公路桥梁先张法混合配筋混凝土管桩的

代号为GLQ-PRC，管桩标记规则应符合图1 的规定，示例1 给出了标记的写法。

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图1 管桩标记规则示意图

示例1：外径1000mm、壁厚140mm、混凝土强度等级C80、长度12m 的PHC-I 型预应力高强混凝土管桩的标记为

“GLQ-PHC-1000(140)-I 型-C80-12”。

主要材料

5.2.1 原材料要求

5.2.1.1 骨料应有入厂复验报告单，其他原材料和预埋件应有生产厂家出厂合格证明书及复验报告单。

5.2.1.2 管桩用混凝土的水泥、骨料、拌和水、外加剂、掺合料等应符合以下规定：

a) 水泥应选用品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其质量应符合《通用硅酸盐水泥》(GB

175)的规定。

b) 细骨料应采用硬质天然砂或机制砂，其质量应符合《建设用砂》(GB/T 14684)中I 类砂的

规定，不应采用海砂。天然砂的细度模数宜为2.5～3.2，机制砂的细度模数可为2.5～3.5。

c) 粗骨料应采用材质坚硬、表面清洁的碎石或破碎的卵石;粗骨料最大粒径不宜大于25mm(PHC

桩)和20mm(PRC 桩)，且不应超过钢筋净距的3/4，技术要求应符合《建设用卵石、碎石》

(GB/T 14685)中Ⅰ类的规定。

d) 混凝土拌合及养护用水的质量应符合《混凝土用水标准》(JGJ 63)的规定。

e) 外加剂应使用高效减水剂或高性能减水剂，其质量应符合《混凝土外加剂》(GB 8076)的规

定，不应使用氯盐类外加剂。

f) 掺合料宜采用硅砂粉、矿渣粉、粉煤灰或硅灰等，硅砂粉的质量应符合《预应力高强混凝土

管桩用硅砂粉》(JC/T 950)的规定，矿渣粉的质量不低于《用于水泥、砂浆和混凝土中的

粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046-2017)表1 中S95 级的规定，粉煤灰的质量不低于《用于水

泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2017)中Ⅱ级F 类的有关规定，硅灰的质量应符合《高

强高性能混凝土用矿物外加剂》(GB/T 18736)的规定。当采用其他品种的掺合料时，应通

过试验确定。

5.2.1.3 管桩的预应力钢棒应采用预应力混凝土用钢棒，其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》(GB/T

5223.3)中低松弛螺旋槽钢棒的规定。预应力混凝土钢棒的几何特性和力学性能应分别符合表2 和表3

的规定。

表2 低松弛螺旋槽钢棒(PCB-L-HG)的几何特性

公称直径(mm) 基本直径及允许偏差(mm) 公称横截面积(mm²) 理论重量(kg/m)

10.7 11.10±0.20 90.0 0.707

12.6 13.10±0.20 125.0 0.981

14.0 14.15±0.25 154.0 1.209

表3 低松弛螺旋槽钢棒(PCB-L-HG)的力学性能

规定非比例

延伸强度

(MPa)

抗拉强度

标准值

(MPa)

抗拉强度

设计值

(MPa)

抗压强度

设计值

(MPa)

断后

伸长率

(%)

弹性模量(MPa)

1000h

松弛值

(%)

≥1280 ≥1420 960 400 ≥7 2.0×105 ≤2.0

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5.2.1.4 管桩用螺旋筋应采用低碳钢热轧圆盘条或混凝土制品用低碳冷拔钢丝，其质量应分别符合《低

碳钢热轧圆盘条》(GB/T 701)或《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》(JC/T 540)的规定。

5.2.1.5 管桩端部锚固钢筋应采用热轧带肋钢筋，其质量应符合《钢筋混凝土用钢 第2 部分：热轧带

肋钢筋》(GB 1499.2)的规定。

5.2.1.6 桩套箍应选用Q235B 钢材，其性能应符合《碳素结构钢》(GB/T 700)的规定。桩套箍长度

应不小于350mm，桩套箍钢板厚度不应小于6mm(直径D600 及以下管桩)和8mm(直径D700 及以上管

桩)。

5.2.1.7 管桩端板和桩尖应采用Q235B 钢，端板制造不宜采用铸造工艺，其性能应符合《碳素结构钢》

(GB/T 700)的规定。端板厚度不应小于表4 的规定，且性能应符合《先张法预应力混凝土管桩用端板》

(JC/T 947)的规定。桩尖的钢板厚度不宜小于18mm。

表4 端板最小厚度(mm)

钢棒直径 10.7 12.6 14.0

端板最小厚度 24 28 30

5.2.2 混凝土

5.2.2.1 混凝土的原材料和配合比参数应根据混凝土结构的设计使用年限、环境类别、环境作用等级

和生产工艺确定。对于有特殊要求及防腐、冻融环境下的管桩应对其原材料、配合比和生产工艺等相关

技术进行控制，并符合设计要求。

5.2.2.2 采用开模布料时混凝土坍落度不应大于100mm,采用泵送喂料时混凝土坍落度不应大于220mm。

5.2.2.3 混凝土强度标准值和设计值应按表5 采用。

表5 混凝土强度标准值和设计值(MPa)

强度等级 C80 C100

轴心抗压强度标准值??? 50.2 60.9

轴心抗拉强度标准值??? 3.10 3.57

轴心抗压强度设计值??? 34.6 42.0

轴心抗拉强度设计值??? 2.14 2.46

条文说明

结合目前国内管桩生产技术和实际应用，本文件管桩制品的混凝土强度等级推荐采用C80。

5.2.2.4 混凝土受压或受拉时的弹性模量??宜按表6 采用。当有可靠试验依据时，??可按实测数据确

定。

表6 混凝土的弹性模量(MPa)

强度等级 C80 C100

弹性模量?? 3.80×104 3.93×104

混凝土的剪变模量??可按弹性模量??的0.4倍采用，混凝土的泊松比??可采用0.2。

5.2.2.5 管桩的填芯混凝土宜采用微膨胀混凝土，其强度等级应比承台提高一个等级，且不应低于C35。

结构和性能

5.3.1 PHC 管桩的结构形式如图2 所示，其桩身配筋和力学性能指标应符合附录B 的规定。

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8

l1 l2 l1

l

1 2 3 5 4

d1

d

t t

5

标引序号说明：

1——端板;

2——螺旋筋;

3——预应力钢棒;

4——桩套箍钢板;

5——端部锚固钢筋。

t—壁厚;?—桩长;d—管桩外径;d1—管桩内径;?1—桩端加密区长度;?2—非加密区长度;

图2 PHC 管桩的结构形式

5.3.2 PRC 管桩的结构形式如图3 所示，其桩身配筋和力学性能指标应符合附录B 的规定。

l1 l2 l1

l

1 2 3 5 4

d1

d

t t

标引序号说明：

1——端板;

2——螺旋筋;

3——预应力钢棒;

4——桩套箍钢板;

5——普通钢筋。

t—壁厚;?—桩长;d—管桩外径;d1—管桩内径;?1—桩端加密区长度;?2—非加密区长度。

图3 PRC 管桩的结构形式

5.3.3 管桩的壁厚应符合表7 的规定。

表7 管桩壁厚表

管桩外径d(mm) 壁厚t(mm)

500 130

600 130

700 140

800、1000 140

1200 160

条文说明

根据公路桥梁管桩的受力特征和构造要求，管桩壁厚在《先张法预应力混凝土管桩》(GB 13476)基础上适当加厚。

5.3.4 PHC 和PRC 管桩两端螺旋筋加密区长度不应小于2000mm，加密区螺旋筋的螺距应为45mm，其余

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9

部分螺旋筋的螺距应为80mm;管桩螺旋筋的直径应符合表8 的规定。

表8 螺旋筋的直径

管桩外径d(mm) 管桩型号 螺旋筋直径??(mm)

500、600

Ⅰ、Ⅱ 5

Ⅲ 6

700、800、1000

Ⅰ、Ⅱ 6

Ⅲ 8

1200

Ⅰ、Ⅱ 8

Ⅲ 10

5.3.5 对于承受较大水平荷载或地震高烈度区的管桩，设计人员可根据相关规范的规定，对本文件推

荐桩型管桩采用的壁厚、箍筋直径、螺距及箍筋加密区长度等作适当调整，并向生产厂家定制满足抗震

构造措施和实际工程需要的管桩。

5.3.6 PRC 管桩可不设端部锚固钢筋;PHC 管桩应设端部锚固钢筋，长度宜为2000mm，钢筋直径和数

量宜与对应PRC 管桩型号的纵向普通钢筋一致。

管桩的选用

5.4.1 应结合工程地质、荷载特征、施工技术条件与环境等因素选用合适的管桩规格和型号，满足设

计和施工要求。

5.4.2 对于由多节拼接组成的管桩，可根据沿桩身受力大小选用相同桩径不同型号的PHC 和PRC 组合

桩。

5.4.3 当抗震设防烈度为Ⅷ度及以上时，宜选用PRC 管桩，或根据沿桩身受力大小选用PHC 和PRC 组

合桩。

5.4.4 设计结构安全等级较高或工程地质条件较复杂或复杂的桥位，宜选用Ⅱ型、Ⅲ型PHC 管桩或PRC

管桩。

5.4.5 覆盖层上部为淤泥等松软土层，其下直接为砾石、卵石或强风化岩的地层，宜选用Ⅱ型、Ⅲ型

PHC 管桩或PRC 管桩。

条文说明

遇由软至硬突变土层，在沉桩过程中锤击拉应力相对较大，Ⅰ型管桩相对有效预压应力较小，不利于控制抗裂性能。

5.4.6 承受水平荷载为主的管桩基础，宜选用PRC 管桩或Ⅱ型、Ⅲ型PHC 管桩。

6 勘察

勘察要求

6.1.1 初步勘察阶段,特大桥、大桥和中桥的钻孔数量应按表9 确定。小桥的钻孔数量每座应不少于1

个。

表9 初步勘察阶段桥位钻孔数量表

桥梁类型 工程地质条件简单 工程地质条件较复杂或复杂

中桥 2～3 3～4

大桥 3～5 5～8

特大桥 ≥7 ≥9

6.1.2 详细勘察阶段，桥位钻孔布设原则上每个墩(台)应不少于1 个。遇有断层带、软弱夹层等不

良地质或工程地质条件复杂时，应根据现场地质条件及基础设计要求确定每个墩台的钻孔数量。

6.1.3 勘探深度除应符合《公路工程地质勘察规范》(JTG C20)且勘探深度应至桩端持力层以下3～

5m;地层变化复杂的桥位，应布置加深控制性钻孔，探明桥位地质情况。

6.1.4 管桩基础持力层及桩身穿越的各地层应根据土的类别进行静力触探、标准贯入试验、重型圆锥

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10

动力触探或超重型圆锥动力触探等原位测试。测试深度应符合第6.1.3 条规定，并应符合下列要求：

a) 桩长范围内的各主要岩土层进行测试;

b) 遇中密-密实砂层、硬塑-坚硬黏性土层、残积土层及全风化岩层时，宜沿深度方向每2m 测试

一次;

c) 预计作为桩端持力层的岩土层沿深度方向每1m 测试一次。

6.1.5 遇水软化的持力层岩层应进行软化试验，并提出防软化措施建议。

勘察报告

6.2.1 勘察报告应按《公路工程地质勘察规范》(JTG C20)的规定编制，并应符合下列要求：

a) 初步勘察阶段应对管桩基础适用性进行评价和建议，提出持力层选择等建议;

b) 详细勘察阶段报告应包括下列内容：

1) 场地及其周边的高压架空线、地下管线和地下构筑物等分布和影响描述;

2) 场地及其周边的不良地质现象，如花岗岩球状风化、坚硬夹层、岩溶、土洞、构造断裂

等，应提供分布情况及影响描述;

3) 应对场地地表水、地下水和地基土对管桩及金属连接件腐蚀性进行评价;

4) 当桩端持力层为残积土、软岩或非饱和黏性土时，应对持力层遇水软化的影响进行评价;

5) 静压和锤击沉桩设备对表土层承载力有较高要求，应查明表层土的地基承载力;

6) 对饱和软土场地，应分析沉桩引起的超孔隙水压力及其影响，并提出可行的措施建议;

7) 对管桩挤土效应和沉桩可行性进行评价。

7 设计

一般规定

7.1.1 按承载能力极限状态验算时，桥梁管桩的结构设计安全等级及其结构重要性系数应按《公路桥

涵设计通用规范》(JTG D60)的规定采用。

7.1.2 预应力混凝土管桩宜按弹性桩计算，桩基水平位移及作用效应可按《公路桥涵地基与基础设计

规范》(JTG 3363)计算确定。

7.1.3 当预应力混凝土管桩的轴向力由结构自重、预加力、土重、土侧压力、汽车荷载和人群荷载的

频遇组合引起时，管桩不应受拉;当桩的轴向力由上述荷载并与其他可变作用、偶然作用的频遇组合或

偶然组合引起时，管桩可受拉。

7.1.4 预应力混凝土管桩承载性状为摩擦型桩时，其长径比不宜大于80;承载性状为端承型桩时，其

长径比不宜大于60;当管桩穿越厚度较大的淤泥及淤泥质土或可液化土层时，应分析桩身稳定性及其

对承载力的影响。

7.1.5 预应力混凝土管桩基础水平力作用效应较大时，可采用斜桩设计，斜桩倾角宜在7°～10°范围

内。

7.1.6 预应力混凝土管桩的抗震设计应按《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T 2231-01)的规定执行。

7.1.7 管桩基础应考虑成桩方法对承载力特征值的影响，应通过不同成桩方法的试桩确定设计参数、

施工方案和控制原则等。

条文说明：

广东省的地质相对复杂，且公路为带状分布，地质变化大，单一的施工方法难以解决全桥段的管桩施工问题，需要

在不同的地质条件下采用不同的施工工艺进行试桩或者试打桩，必要时可能会选择引孔、植桩或者中掘法等施工方法。

不同的施工工艺条件下得出的单桩承载力特征值无疑会有差距，故设计时需要结合成桩方法估算或者确定单桩承载力特

征值。

布置

7.2.1 管桩的布置和中距应符合下列要求：

a) 桩端处的中距不应小于桩径的3 倍，对软土地基宜适当增大;

b) 边桩或角桩外侧与承台边缘的距离，桩直径不大于lm 时，不应小于0.5 倍桩径;桩直径大于

1m 时，不应小于0.3 倍桩径且不应小于500mm;

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11

c) 群桩的布置应采用对称形、梅花形或环形。

7.2.2 管桩的布设应符合下列要求：

a) 上部结构连续的同一桥墩，不宜采用直径不同的管桩基础，不宜同时采用摩擦型桩和端承型

桩;

b) 同一桥墩的管桩基础桩端宜处于同一土层，且桩端高程宜相近;当桩端进入不同土层时，锤

击法沉桩的各桩最终沉桩贯入度宜相近，静压法沉桩的各桩终压力值宜相近。

7.2.3 管桩的桩端持力层设计应符合下列要求：

a) 宜选择强风化岩、全风化岩、中风化软岩、碎石土、中或低压缩土层等岩土层作为桩端持力

层;

b) 确定沉桩进入硬土层的深度时，应根据类似工程经验分析施工的可操作性，无类似工程经验

时应通过试桩确定;

c) 不包括桩尖部分的桩端全截面进入持力层的深度宜满足表10 的规定。

d) 当存在软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度不宜小于管桩直径的4 倍，并应进行软弱下卧层

承载力和沉降验算。

表10 桩端持力层深度要求

桩端持力层地层类型 桩端最小持力层深度

黏性土、粉土、砂土 3.0?，且不小于2.5m

全风化岩石、强风化软岩 1.5?

碎石土、强风化岩石、中风化软岩 1.0?

注：?为管桩外直径。

构造

7.3.1 管桩基础一般构造示例见图4，管桩基础最短桩长不宜小于9m。

7.3.2 管桩与承台的连接构造宜按图4 所示进行设计，并应符合下列要求：

a) 伸入承台的纵向钢筋数量不应少于6 根，单根钢筋直径不应小于16mm，对应长度不宜小于35

倍钢筋直径，伸入管桩内的长度应与填芯混凝土深度相同且不应小于2m。

b) 管桩桩身嵌入承台内的深度不宜小于150mm，伸入承台内的纵向钢筋可做成喇叭形(与竖直线

夹角宜为15°)。

承台

预应力钢筋

预应力钢筋

托板

(5mm厚圆薄钢板)

混凝土垫层

承台

微膨胀混凝土

管桩

(普通钢筋)

I I

PHC/PRC管桩

PHC/PRC管桩

PHC/PRC管桩

管桩桩尖

管桩接头

a) 管桩基础一般构造b) 管桩与承台连接构造c) I-I断面图

(普通钢筋)

5

N1

N2

N3

d

t d1 t

N1

N3 N2

h—伸入承台的纵向钢筋高度;L—填芯混凝土深度;d—管桩外径;d1—管桩内径;t—管桩壁厚;

N1—伸入承台的纵向钢筋;N2—填芯段箍筋;N3—钢筋笼支架筋

图4 管桩基础一般构造和连接构造图

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12

7.3.3 管桩的接头应符合下列要求：

a) 任一桩基的接头数量不宜超过3 个;

b) 管桩的接头应根据桩径采用机械接头或端板围焊与桩周帮焊的组合形式，接头强度不应低于

桩身强度;管桩帮焊接头如图5 所示，接头钢板数量对于桩径D700 或以下管桩不应少于4 片，

对于桩径D800 或以上管桩不应少于6 片;接头钢板长度、宽度和厚度分别不宜小于300mm、

150mm、10mm，并应满足受力要求;

c) 当抗震设防烈度为Ⅶ度及以上时，管桩的接头应设置在非液化土层中，且应位于最大冲刷线

以下不小于4 倍桩径。

接头钢板

螺旋箍筋

螺旋焊缝钢管

非预应力钢筋

预应力钢筋

a

a

接头钢板

桩套箍钢板

管桩接头拼接线

D

a) 断面图b) 立面图

D—管桩外径;l—桩套箍钢板长度;a—接头钢板宽度;b—接头钢板长度

图5 管桩桩周帮焊示意图

条文说明

桥梁管桩接头采用组合形式为保证接头可靠度和质量。当管桩桩径小于或等于D700 时，采用机械接头与桩周帮焊

的组合形式;当桩径大于D700 时，考虑到管桩吊装重量较大，机械接头对接实施困难，采用端板围焊与桩周帮焊的组

合形式。

7.3.4 管桩的桩尖应符合下列要求：

a) 管桩宜采用闭口型钢桩尖，宜结合土层性质、沉降控制、沉桩工艺和和挤土效应程度等选择

平底形十字形或尖底十字形闭口桩尖，可参考《锤击式预应力混凝土管桩工程技术规程》

(DBJ/T 15-22)选用桩尖;

b) 环境类别为Ⅲ～Ⅳ类或桩端位于遇水易软化的风化岩层时，应采用闭口型钢桩尖;

c) 桩尖焊缝应连续饱满不渗水，且在首节桩沉桩后立即在桩端灌注高度不小于1.5m 的微膨胀混

凝土或中粗砂拌制的水泥砂浆封底，混凝土强度等级不宜低于C25，水泥砂浆强度等级不宜低

于M15。

条文说明

闭口管桩控制沉降性能优于开口管桩。开口管桩沉桩过程中部分土体进入管内，土体挤密压缩，成桩后的休止期内，

进入管内土体逐渐向桩端土和管腔上应力释放，降低了对管壁的摩阻力，导致沉降性能下降。

单桩轴向承载力

7.4.1 单桩轴向受压承载力特征值

单桩轴向受压承载力特征值宜通过静载试验确定，试验数量应满足设计要求，且不应少于3根。锤

击、静压法沉桩可按下列公式估算：

?? = Σ ??????????

?

?=1 + ????? ···························································· (1)

式中：

??——单桩轴向受压承载力特征值(kN)。桩身自重与置换土重(当自重计入浮力时，置换土重

也计入浮力)的差值计入作用效应;

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?——桩身周长(m);

?——土的层数;

????——与??对应的各土层与桩侧的摩阻力特征值(kPa)，可由静载试验结果分析得到，估算时可

按表11选用;

???——管桩桩端阻力特征值(kPa)，可由静载试验结果分析得到，估算时可按表12选用;

??——承台底面或局部冲刷线以下第i层土的厚度(m);

??——桩尖水平投影面积(m2);

???——管桩第i层土(岩)的侧阻力修正系数值，可按表13取值。

条文说明

本公式根据地基土的物理指标与承载力参数之间的经验关系估算单桩轴向受压承载力特征值，可作为设计阶段的估

算值，宜经过试验桩或试打桩验证调整。本公式由桩侧总摩阻力特征值和桩端总阻力特征值组成，适用于闭口管桩。当

采用开口管桩时，应考虑桩端土塞效应系数影响。开口管桩在沉桩过程中会有部分土进入管内，进入管内的土柱由不完

全闭塞逐步挤压成完全闭塞状态，部分挤土效应是随闭塞效应同步发展的。

表11 管桩侧摩阻力特征值的经验值????(kPa)

土(岩)的名称 土(岩)的状态 桩侧摩阻力特征值qsia

填土 - 10～14

淤泥 - 6～9

淤泥质土 - 10～14

粘性土

IL>1(流塑) 10～18

0.75

0.50

0.25

0

IL≤0(坚硬) 45～50

粉土

稍密 11～22

中密 22～32

密实 32～43

粉细砂

稍密 11～21

中密 21～32

密实 32～43

中砂

中密 27～37

密实 37～47

粗砂

中密 37～47

密实 47～58

砾砂 中密、密实 58～69

圆砾、角砾 中密、密实 80～100

碎石、卵石 中密、密实 100～150

全风化软质岩 30≤?′<50 50～60

全风化硬质岩 30≤?′<50 70～80

强风化软质岩 ?′≥50 80～120

强风化硬质岩 ?′≥50 90～120

全风化花岗岩 40≤?′<70 80～120

强风化花岗岩 ?′≥70 -

注1：对于尚未完成自重固结的土类，不计算其侧摩阻力;

注2：?′为实测标准贯入试验击数;

注3：软质岩可取中～低值，硬质岩可取中～高值。

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表12 管桩端阻力特征值的经验值???(kPa)

土(岩)名称

土(岩)

的状态

桩入土

深度h (m)

管桩端阻力特征值的经验值qpa

h≤9 930

粘性土

0.25

IL≤0.25 1200～2000 1900～2600 2600～3000 3000～3500

粉土 中密、密实 700～1200 1000～1500 1400～2000 1800～2500

粉砂 中密、密实 700～1100 1100～1500 1500～2500 1900～3500

细砂 中密、密实 1500～2500 2000～3000 2500～3500 3000～4500

中砂 中密、密实 2500～3500 3000～4000 3500～4500 4000～5500

粗砂 中密、密实 3000～4500 4000～5000 4500～6000 5000～7000

角砾、圆砾 中密、密实 3500～6000 5000～7500

碎石、卵石 中密、密实 4500～6500 6000～8000

全风化软质岩 30≤?′<50 2000～3000 3000～4500

全风化硬质岩 30≤?′<50 2500～3500 3500～5000

强风化软质岩 ?′≥50 3000～4500 3500～5000

强风化硬质岩 ?′≥50 3500～5500 4000～7000

全风化花岗岩 40≤?′<70 3500～4500 4000～6000

强风化花岗岩 ?′≥70 4500～6000 6000～8000

注1：?′为实测标准贯入试验击数;?′愈大，???取值愈大;

注2：打入桩取中高值。

表13 桩侧力修正系数表

土层埋深ℎ?(m) ℎ? ≤ 5 5 < ℎ? ≤ 16 16 < ℎ? ≤ 30 ℎ? > 30

修正系数??? 0.8 1.0 1.1 1.2

注：本表数值适用于锤击法沉桩;对引孔法沉桩尚应考虑桩侧力折减系数影响，当无试验数据时，折减系数可取0.7～

1.0;

7.4.2 单桩轴向受拉承载力特征值

单桩轴向受拉承载力特征值宜通过静载试验确定，试验数量应满足设计要求，且不应少于3 根。锤

击、静压法沉桩可按下列公式估算：

?? = 0.6 Σ ??? ???????

?

?=1 ································································· (2)

式中：

??——单桩轴向受拉承载力特征值(kN);

u ——桩身周长(m);

单桩水平承载力

单桩水平承载力特征值宜通过静载试验确定，试验数量应满足设计要求，且不应少于3 根。当管桩

的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平荷载试验资料时，可采用下列公式估算桩基单桩水平承

载力特征值：

?ℎ? = 0.75

?3??

??

⋅ ??? ··································································· (3)

?? = 0.8?? ?0 ·········································································· (4)

?0 =

?

4

(?4 − ?1

4) + (?? − 1)??

??

2

2

························································· (5)

式中：

?ℎ?——单桩水平承载力特征值(N);

???——管桩桩顶允许水平位移(m);

??——管桩桩顶水平位移系数，按本文件表14取值;

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?——管桩的水平变形系数(m-1)，按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363)附录L计

算;

??——管桩桩身抗弯刚度(N∙m2)。

Ec——桩身混凝土弹性模量(Pa);

I0——桩身换算截面惯性矩(m4);

r、r1—管桩环形截面的外、内半径(mm);

rp——纵向预应力钢棒所在圆的直径(m);

??——全部纵向预应力钢棒的总截面面积(m2);

αE——预应力钢棒的弹性模量与管桩混凝土的弹性模量之比。

条文说明

管桩的水平承载力由桩身强度或桩侧土的水平承载力确定。目前在公路桥涵地基基础规范中尚无桩基础水平承载力

方面的计算方法。本公式参照《预应力混凝土管桩技术标准》(JGJ/T 406—2017)的有关规定编写。

管桩基础的单桩水平承载力特征值与管桩的规格型号、桩周土质条件、桩顶水平位移允许值和桩顶嵌固情况等因素

有关，采用现场单桩水平荷载试验时可参考《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T 3512)执行。

表14 桩顶水平位移系数??

桩顶约束情况 桩的换算深度(?ℎ)(m) ??

铰接

4 2.441

3.5 2.502

3 2.727

2.8 2.905

2.6 3.163

2.4 3.526

刚接

4 0.94

3.5 0.97

3 1.028

2.8 1.055

2.6 1.097

2.4 1.095

持久状况承载能力极限状态计算

7.6.1 管桩桩身结构及其连接的承载能力极限状态计算应采用下列表达式：

?0? ≤ ? … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (6)

? = ?(?? , ?? ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (7)

式中：

?0—桥梁结构重要性系数;

?—作用效应组合的设计值，应按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)的规定，对持久设计状

况应按照作用基本组合计算;

?—构件承载力设计值;

?(∙)—构件承载力函数;

??—材料强度设计值，应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)规定取

值;

??—几何参数设计值。

7.6.2 受弯构件正截面抗弯可按下列公式验算：

a) PHC 管桩桩身正截面受弯承载力验算

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16

?0?? ≤ ????(?1 + ?)

??? ? ?0

2?

+ ?pd

′

?p ??

??? ? ?0

?

+ (?pd − ?p0 )?p ??

??? ? ??

?

… … … … … … … … (8)

?0 =

0.55?p0 ?p + 0.45?????

???? + ?pd

′

?p + 0.45(?pd − ?p0 )?p

… … … … … … … … … … … … (9)

?? = 0.45(1 − ?0) … … … … … … … … … … … … … … … (10)

b) PRC 管桩桩身正截面受弯承载力验算

?0?? ≤ ????(?1 + ?)

??? ? ?0

2?

+ ?pd

′

?p??

??? ? ?0

?

+ (?pd − ?p0)?p??

??? ? ??

?

+??????? (

??? ? ?0 + ??? ? ??

?

)

… … … … … … … … … (11)

?0 =

?pd?p + ?????

???? + ?pd

′

?p + 1.5(?pd − ?p0)?p + 2.5?????

… … … … … … … … (12)

?? = 1 − 1.5?0 … … … … … … … … … … … … … … (13)

式中：

??—弯矩设计值(?? ∙ ?);

γ0—桥梁结构重要性系数;

A—管桩截面面积(mm2);

Ap—全部纵向预应力钢棒的总截面面积(mm2);

As—全部纵向普通钢筋的总截面面积(mm2);

r、r1—管桩环形截面的外、内半径(mm);

rp—纵向预应力钢棒所在圆的半径(mm);

rs—纵向普通钢筋重心所在的圆周的半径(mm);

???—混凝土轴心抗压强度设计值(MPa);

???—预应力钢棒抗拉强度设计值(MPa);

?

pd

′ —预应力钢棒抗压强度设计值(MPa);

???—普通钢筋抗拉强度设计值(MPa);

?0—受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值;

?t—纵向受拉预应力钢棒与全部纵向预应力钢棒截面面积的比值;式13中，当?0大于2/3时，取?t

为0;

?p0—预应力钢棒合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢棒应力(MPa);

7.6.3 管桩的抗剪截面应符合下列要求：

?0?? ≤ 0.12????? (?2 − ?1

2) ························································&