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1_5.日本离心成型混凝土管桩耐久性能相关研究调查简介张日红2.日本离心成型混凝土管桩的发展概况
该产品在日本战后的大规模建设中得到了广泛使用。离心成型RC管桩的产量从195 5万t快速增长至1967年的250万t，12年中增加了16倍
GB/T 15566.11-2012 公共信息导向系统 设置原则与要求 第11部分机动车停车场图1东京物理学校第一号馆 离心成型RC管桩的施工现场（1935年）
图2日本最早的PC管桩施工现场 （首都高速1号线东品川海中高架桥，1962
（首都高速1号线东品川海中高架桥，1962年）
3. 相关耐久性能研究调查情况
3.1东京物理学校RC管桩的耐久性能调查 上述图1的东京物理学校1号馆（现：东京理科大学）因 学校发展需要于1980年进行新校舍建设。建设过程中对1935 年施工的离心成型RC管桩进行了相关性能调查。调查工作由 负责项目建设的竹中工务店及该产品生产单位原日本大同混 凝土工业株式会社进行。所使用的RC管桩带有锥度，一端直 径为380mm，另一端为250mm。图3为桩身截断样品状况。 通过对现场取芯试样进行相关性能测试[3]，发现历经44年后 现场取芯试样的桩身混凝土抗压强度为47.4MPa~52.8MPa， 乃然高于当时的产品设计强度40MPa。同时对桩身混凝土进 行了中性化深度的测定，桩身外侧混凝土的中性化深度为 0.05mm，桩身内侧混凝土的中性化深度为0.2mm。对桩身钢 筋进行的目测检查发现，桩身内所有钢筋没有发生腐蚀现象。
图31935年施工的离心成型 RC管桩取样样品
图4侵蚀深度测试试样的制备
表1PHC管桩耐酸性腐饨性能试验概况
3.4预制桩耐久性现场调查（日本土木研究所）
为配合日本道路协会道路桥示方书的修改需求，在2015年~2016年，日本土木研究所与早 稻田大学及日本预制混凝土管桩建设技术协会共同进行了预制桩性能评价共同研究项目。在 项目开展过程中汇总了日本国内进行的多项预制桩长期性能现场调查资料，同时也进行了现 场调研[]。 该项目汇总了1977年日本港湾研究所开展的离心成型RC、PC及PHC管桩的耐海水性能暴 露试验结果。港湾研究所耐海水暴露试验采用了外径300mm、长度3m、壁厚60mm的预制桩 桩型，主筋的外保护层厚度分别为12mm、26.5mm。表2为该暴露试验试样的基本情况
表2日本港湾研究所离心成型预制桩暴露试验试样概况
该试验试样分为两组，一组在暴露试验前进行抗弯试验加载至桩身出现裂缝，另一组头为 桩身无裂缝，暴露时间为10年。所有试验桩均放置于日本鹿儿岛新港南防波提暴露试验箱内。 该研究对暴露试验前后PC、PHC管桩的桩身混凝土有效预压应力进行了检测，结果见表3。 暴露结束后进行了桩身抗弯试验，试验结果见表4；从相关试验结果来看；暴露试验前在桩身 人为造成裂缝的离心成型预制桩，在海水环境中暴露试验10年后，与无裂缝试验桩相比，两
表3桩身有效预压应力测定结果
表4暴露试验桩桩身力学性能试验结果
该区域对应于桩身裂缝大于0.2mm的部位。进一步将此区域的混凝土破开，观察内部钢筋状况，如图7所示，发现对应于裂缝部位的螺旋筋表面有轻微腐蚀痕迹，与螺旋筋接触处的主筋也出现非常轻微腐蚀痕迹，其他部分未观察到腐蚀痕迹。日本土木研究所还对No.2现场同一桥墩承台内的RC管桩进行了桩身抗弯试验，试验结果完全能满足标准要求。表5日本土木研究所研制桩性能评价项目对既有离心成型预制桩调查现场概况桥梁桩身埋置环境距离海岸线桩身埋置时间（年）建成时间重建时间分类地点（地下环境）的距离（km）NO.119552015河川桥京都60地下水中约15NO.219562012河川桥茨城56地下水中约8NO.319652015陆桥岛根50不明约6表6三个调查现场使用的离心成型预制桩的概况壁厚主筋外保护层厚度轴向主筋箍筋桩径桩长分布圆种类规定值实测值规定值实测值直径数量直径(mm)(mm)直径(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(根)(mm)(mm)NO.1 RC桩4508086.63026.3410018163706NO.2RC桩3006059.22015.4960012182504NO.3RC桩3006061.32123.167501072504②图7No.2现场RC管桩裂缝最大处内部钢筋状况（裂缝宽度①：0.5mm、②：0.2mm）（本组照片选自参考文献6)）本次调查的三个现场的离心成型RC管桩已使用50～65年，从上述结果来看，尽管有管桩桩身局部出现裂缝，但基本未影响桩身的使用性能。该项目研究人员认为项目所调查的对象均为早期生产的RC管桩，PHC管桩因桩身施加预应力，加上混凝土强度在8OMPa以上，与RC管桩相比桩身性能有了较大提升，桩身混凝土中性化及钢筋锈蚀的可能性更小。
日本相关规范中混凝土预制桩保护
4.1日本土木学会混凝土标准示方书
日本土木学会的混凝土标准示方书（ConcreteCode）为日本土木工程（在日本，土木 工程主要是指与城乡基础设施相关的道路、桥梁、铁路、水利等的建设）中混凝土技术的基 本规范。该示方书5年左右修订一次，最新版为2017年版。该示方书对设计年限为100年的 混凝土结构提出的保护层要求参考值见表7。
日本土木学会混凝土示方书保护层要求参考值！
表7主要针对采用现场浇筑混疑主的结构，该示方书对预制混凝土制品有专章节进行 了规定。对工业化生产并符合相关JIS标准的混凝土预制制品，其保护层最小值要求见表8 （是否符合JIS标准要求，通常需要第三方机构对预制桩提供者的技术力量、管理水平、产 品质量等进行认证）
NY/T 1496.4-2014 农村户用沼气输气系统 第4部分 设计与安装规范表8工厂混凝土制品保护层最小值以
4.2日本道路协会道路桥示方书
日本道路协会出版的道路桥示方书是日本土木工程领域具有较大影响力的规范。 工程相关的设计及施工验收的标准等均引用道路桥示方书作为主要参考依据。该示 于桥梁结构的钢筋混凝土的保护层最小值的规定见表9
表9桥梁结构钢筋混凝土保护层最小值规定
GBZ 17799.6-2017 电磁兼容 通用标准 发电厂和变电站环境中的抗扰度道路桥示方书的下部结构篇（2017年版）中对桩基础材料的保护层做了进一步的说 方书第10章中对PHC管桩规定内容如下：PHC管桩必须要符合JIS5373的规定；
逛的钢筋外侧保护层最小厚度按15mm考虑，满足此规定时可以认为耐久性能够满足要求。 该示方书对灌注桩的钢筋保护层规定如下：灌注桩的钢筋保护层需要综合考虑场地条件、 钢筋笼放入控制等因素；通常钢筋保护层在120mm以上，可以认为耐久性能够满足要求。同 时该示方书条文解说中对“120mm的保护厚度”规定进行了说明，保护层厚度由三部分组成： 钢筋防腐基本要求40mm，考虑地下建筑难以更换等追加30mm，考虑水下混凝土及钢筋笼施 工的难度追加50mm。从相关规定内容来看，该示方书充分反映了离心成型PHC管桩作为工 制品的性能特点
本文对目本离心成型预制桩的发展历史、耐久性能的部分调查研究及相关规范对离心成 型预制桩钢筋保护层的要求进行了介绍，供国内同行参考。因引用的相关调查和试验资料未 与原作者本人进行沟通，可能会有介绍不够全面之处，在此加以说明