DB41∕T 2125-2021 公路鋼管螺旋樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范

93.080CCS

P

6641 DB41/T

2125—2021公路鋼管螺旋樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范 河南省市場監(jiān)督管理局 發(fā)

布.DB41/T

2125—2021 前言

.................................................................................

II1

...............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

.....................................................................

13 術(shù)語和定義

.........................................................................

14 規(guī)格和質(zhì)量要求

.....................................................................

25

...............................................................................

36 鋼管螺旋樁的施工

...................................................................

87 施工質(zhì)量管理

......................................................................

10附錄

A（資料性） 鋼管螺旋樁在公路工程中的主要應(yīng)用范圍................................

12附錄

B（資料性） 成樁過程中問題的解決辦法............................................

13附錄

C（資料性） 常見樁帽形式

........................................................

14DB41/T

2125—2021 本文件按照GB/T

—《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由河南省交通運(yùn)輸廳提出并歸口。筑大學(xué)、北京思創(chuàng)佳德樁工機(jī)械制造有限公司。有揚(yáng)、王鑫、胡光勝、李進(jìn)勇、吳少亮、趙軍軍、王宏偉、孫小威、江名寶、魏新良、李明、朱同宇、曉丹、龔建偉。IIDB41/T

XXXX-XXXX1 范圍本文件規(guī)定了鋼管螺旋樁的規(guī)格和質(zhì)量要求、設(shè)計(jì)、鋼管螺旋樁的施工和質(zhì)量管理。本文件適用于公路工程中使用的鋼管螺旋樁的設(shè)計(jì)和施工。2 規(guī)范性引用文件文件。GB/T

碳素結(jié)構(gòu)鋼GB

50021巖土工程勘察規(guī)范GB

50661 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JGJ

82 鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程JJG

靜態(tài)扭矩測量儀檢定規(guī)程JTG

3363 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1鋼管螺旋樁螺旋葉片焊接于鋼管上，葉片和鋼管共同承受荷載的一種基樁。3.2械或其它設(shè)施相連接的構(gòu)件。3.3螺旋葉片焊接于鋼管螺旋樁身，距鋼管下端一定距離的螺旋狀鋼板。3.4由螺旋葉片間土體與周邊土體之間的摩阻力和端部葉片的端承力共同承載的一種模式。3.5葉片式承載模式由鋼管螺旋樁各個(gè)葉片提供的端承力共同承載的一種模式。3.6倒圓臺(tái)承載模式PDPTLTAhPHDSP602000102541022451DB41/T

2125—2021式。4 規(guī)格和質(zhì)量要求4.1 一般規(guī)定鋼管螺旋樁適用范圍見附錄A。4.2 尺寸規(guī)格4.2.1 單葉片鋼管螺旋樁結(jié)構(gòu)示意圖和尺寸規(guī)格如圖

1

所示。PDmmPTmmL

mmT

mmAhmmP

mmHDmmSpmm圖1 單葉片鋼管螺旋樁結(jié)構(gòu)示意圖4.2.2多葉片鋼管螺旋樁結(jié)構(gòu)示意圖和尺寸規(guī)格如圖

2

所示。.PDPTLTAhPHDSPHs6020001025410224517622133DB41/T

XXXX-XXXXHsmm圖2多葉片鋼管螺旋樁結(jié)構(gòu)示意圖4.3質(zhì)量要求4.3.1鋼管螺旋樁鋼材應(yīng)使用

GB/T

檢驗(yàn)報(bào)告、材質(zhì)單和證書。4.3.2 鋼管、鋼管和葉片、鋼管和樁帽間的焊接均應(yīng)滿足

GB

50661

中的相關(guān)規(guī)定。4.3.3 鋼管長度允許偏差-0.5%～0.7%；葉片厚度允許偏差±0.4

mm；鋼管壁厚的允許偏差±0.4

mm；管端

長度范圍內(nèi)，鋼管外徑允許偏差為標(biāo)準(zhǔn)外徑的±0.5%；鋼管彎曲度不得超過管長的

0.2%。4.3.4 螺旋葉片內(nèi)外徑公差±2

，螺旋公差±3

mm；螺旋面上的每一條半徑線均應(yīng)垂直于螺旋鋼管的中軸線，螺旋張角誤差不超過

35 設(shè)計(jì)5.1 一般規(guī)定5.1.1 鋼管螺旋樁的設(shè)計(jì)流程圖如圖

3

所示，按照

的要求執(zhí)行。確定樁身長度 樁型參數(shù)確定 單樁極限承載力計(jì)算 確定樁數(shù)安全性評估、安裝扭矩評估、打樁設(shè)備評估

估算安裝扭矩

樁身強(qiáng)度、單樁承載力驗(yàn)算圖3 設(shè)計(jì)流程圖5.1.2根據(jù)現(xiàn)場承載力試驗(yàn)與理論公式綜合確定樁基承載力。5.1.3垂直施作的鋼管螺旋樁安全系數(shù)不小于

，傾斜施作鋼管螺旋樁安全系數(shù)不小于

1.5。.DB41/T

2125—20215.1.4 根據(jù)施加樁頂?shù)暮奢d和鋼管螺旋樁的極限承載力并結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備、土質(zhì)條件綜合確定單、多葉片的選擇。5.2 抗壓極限承載力計(jì)算5.2.1 圓柱剪切承載模式當(dāng)Hs/D＜3時(shí)，采用圖4所示的圓柱剪切承載模式。AtAt

）；F

kNHsmmD

mmAhmmAtmm2圖4 圓柱剪切承載模式抗壓極限承載力按照式（1）計(jì)算。t + +(Qult

=Qhelix

+Qbearing

+Qshaft

=

Ah

+A

gCugNc

（π

gDgLc）

π

gPDgHeff

)gα

gCu

t + +(式中：Qult kNQhelix

）；QbearingkN）；Qshaft

kNAh mm）；2Cu ）；Nc D mm）；Lc mmPDmm）；Heff H減去螺旋直徑D），單位為毫米（mm）；α 0.50.510.560.610.760.910.971.0Nc9.08.337.677.337.06.676.336.0DB41/T

XXXX-XXXX5.2.2 葉片式承載模式當(dāng)Hs/D≥3時(shí)，采用圖5所示葉片式承載模式。β圖5 葉片式承載模式抗壓極限承載力按照式（2）和式（3）計(jì)算。Qc

=mQbearing

+Qshalft

=mAhCuNc

+PDH

effCu

..........................

(2)式中：Qc kN）；m QbearingkN）；Qshaft

kNAh mm）；Cu ）；Nc PD mm）；Heff H減去螺旋直徑D），單位為毫米（mm）；α Ah

=

Dgβ

.......................................

(3)式中：Ahmm）；D

mm）；βNc和α分別按表1和表2取值。表1表1N c取值.0.2820.2990.4920.3650.494DB41/T

2125—2021表2α 表2α 5.3.1 倒圓臺(tái)承載模式倒圓臺(tái)承載模式如圖6所示，抗拔極限承載力計(jì)算時(shí)均可適用。Q u

Q u

i1Vi

i

fj

W

...................................

(4)4

(A

h2

+2A

hZ itan

-Z i2tan2

).............................

(5)V

i

=Q

kNH

mmHsmm）θf1kNβZ

Ahmm圖6倒圓臺(tái)承載模式抗拔極限承載力按照式（4）和式（5）計(jì)算。n式中：Qu

kN）；Vi

i層地基的土體積，單位為立方米（m3γi

——第i層地基土的天然重度，單位為千牛每立方米（kN/m3）；fj

kN）；W

kN）。π

Zi式中：Vi倒圓臺(tái)內(nèi)第i層地基的土體積，單位為立方米（m3Zi第i層土的厚度，單位為米（m）；Ah螺旋葉片投影直徑，單位為毫米（mm）；θ倒圓臺(tái)承載面與葉片邊緣深度方面的夾角，一般小于土體的內(nèi)摩擦角，且小于45度。.DB41/T

XXXX-XXXX5.3.2 葉片式承載模式當(dāng)

Z/Ah≥6

時(shí)，采用圖

7

所示葉片式承載模式。Q u

=Q u

=W +f

1+

j=3f

j

....................................

(6)抗拔極限力承載力按照式（6）計(jì)算。m式中：QukN）；W

kN）；f1kNfjkN）。當(dāng)?shù)鼗翞轲ね習(xí)r，fj按式（7）計(jì)算。f

=N

π

D

C

.......................................

(7)4式中：fjkN）；Nc6～9；D

mm）；CukPa當(dāng)?shù)鼗翞樯巴習(xí)r，fj按式（8）計(jì)算。πDH

i

.....................................πDH

i

.....................................

(8)

24式中：fj

kN）；Nqu20～100，對密實(shí)砂土取大值，對松散的砂土取小值；D

mm）；Hs

mmγi——第i層地基土的天然重度，單位為千牛每立方米（kN/m3）。5.3.3 圓柱剪切承載模式當(dāng)Z/Ah＜6

采用圖8所示圓柱剪切模式。DB41/T

2125—2021圖8 圓柱剪切承載模式單樁抗拔承載力按照式（9）和式（10）計(jì)算。Qu

=W

+f+f

......................................

(9)式中：QukN）；W

kN）；f1kNf2kN）。f2

=Dm

-1

π

HCu

...................................

(10)式中：f2kN）；D

mm）；m

H

mm）；CukPa6 鋼管螺旋樁的施工6.1 堆放、運(yùn)輸和起吊6.1.1 鋼管螺旋樁進(jìn)場后，按規(guī)格、品種、牌號(hào)分類堆放，并做好防水、防潮、防污染處理。6.1.2運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止葉片磕碰。6.1.3 起吊前，平穩(wěn)安放擰樁機(jī)，依據(jù)測量放線樁位擰樁；起吊中，應(yīng)保持樁身、樁帽、動(dòng)力頭的中心線重合。6.2 成樁6.2.1 施工工序測量放樣→確定擰樁順序→樁機(jī)就位→吊樁喂樁→傾斜度校正→液壓旋進(jìn)→接樁→停止旋進(jìn)→成樁機(jī)械移位→切割樁身、樁身鉆螺栓孔→安裝樁帽。6.2.2 樁位測量放樣/mm/mm±75±20DB41/T

XXXX-XXXX6.2.2.1

測量控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在施工震動(dòng)影響范圍以外，控制點(diǎn)數(shù)量應(yīng)不少于兩個(gè)。6.2.2.2

劃分區(qū)域，確定各區(qū)域定位點(diǎn)，逐排逐列確定樁位。6.2.2.3

應(yīng)及時(shí)檢查現(xiàn)場軸線、水準(zhǔn)控制點(diǎn)、樁位布點(diǎn)。6.2.2.4

樁位誤差控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表

3

規(guī)定。表3 成樁控制誤差6.2.3 成樁機(jī)械6.2.3.1 宜采用長螺旋步履式或帶液壓支腿的履帶式成樁機(jī)械。6.2.3.2 成樁機(jī)械應(yīng)有足夠的功率、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并能同時(shí)提供擠壓力和扭矩。6.2.3.3 成樁機(jī)械最小安裝扭矩按照式（11）和式（12）計(jì)算。Ttor

Qult

........................................

(11)Kt式中：Ttor(kN·m)；Qult）；Kt

Kt

=

2

........................................

(12)deff式中：deffmm）。6.2.3.4 成樁機(jī)械最大安裝扭矩由鋼管螺旋樁樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確定。6.2.3.5 扭矩測量裝置校準(zhǔn)按照

995

的要求執(zhí)行。6.2.4 成樁順序6.2.4.1 對成樁機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)的樁，應(yīng)一次流水完成。6.2.4.2成樁采用先中后邊、先長后短、先大后小的順序。6.2.5 樁的旋進(jìn)6.2.5.1

成樁旋進(jìn)時(shí)，應(yīng)確保每旋轉(zhuǎn)一圈，鋼管螺旋樁進(jìn)尺與螺旋間距一致。6.2.5.2

旋進(jìn)過程中遇障礙物或意外情況應(yīng)及時(shí)停鉆，采取反轉(zhuǎn)方法處理，不應(yīng)強(qiáng)行旋進(jìn)或提拉。6.2.5.3

旋進(jìn)過程中及時(shí)檢查、記錄樁基旋進(jìn)深度和安裝扭矩。6.2.5.4

成樁過程中出現(xiàn)異常情況時(shí)的解決方法見附錄

B。6.2.6 樁身的連接6.2.6.1

扣不應(yīng)少于

2

6.2.6.2

4

GB

接部位的焊縫等級不低于三級，樁身和螺旋葉片部位的焊縫等級不低于二級。.0.2+0.02

mm

25

mm0.2+0.04

25

mm0.2+0.02

0.2+0.04

0.05

100

10%0.1

mm

mm

0.05

mm

1000

mm

0.1

500

0.4

0.2

mm±(5/1000)Dmm±(1/100)Dmm(-5/1000LDB41/T

2125—2021表4焊縫等級質(zhì)量要求6.2.7樁帽的安裝6.2.7.1 成樁后，切割多余樁身，切割面應(yīng)平整。6.2.7.2 樁帽套筒內(nèi)徑應(yīng)略大于鋼管螺旋樁外徑，樁帽與鋼管螺旋樁采用螺栓連接；6.2.7.3 樁帽頂部為多孔平板或多孔

U

型鋼板，與上部結(jié)構(gòu)的連接形式見附錄

C。7施工質(zhì)量管理7.1 施工前檢查7.1.1 施工前應(yīng)進(jìn)行鋼管螺旋樁靜載試驗(yàn)。正式打樁前，宜先試打

2

根～3

根；大面積密集施工時(shí)，宜通過試樁確定打樁順序。7.1.2 抽檢樁身鋼管材質(zhì)、長度、樁徑、壁厚、鋼管順直度、螺旋葉片傾角、焊接質(zhì)量等。7.1.3 鋼管螺旋樁應(yīng)進(jìn)行防腐處理。7.2 施工中質(zhì)量管理7.2.1

成樁機(jī)械就位前應(yīng)再次復(fù)核樁位。7.2.2

成樁過程中遇強(qiáng)降雨應(yīng)停止成樁，并靜置

3

7

天，待場地土層恢復(fù)后方可繼續(xù)。7.2.3

成樁過程中應(yīng)做好施工記錄，包括施工日期、樁位編號(hào)、布樁圖、成樁扭矩、樁長等。7.2.4

鋼管螺旋樁高出地面

60

～80

cm

時(shí)停止打樁，進(jìn)行接樁。7.3 檢查驗(yàn)收7.3.1 施工完成后對成樁質(zhì)量進(jìn)行檢查，應(yīng)符合表

5

要求。表5 鋼管螺旋樁成樁質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1010./mm100+0.01H150+0.01H100161/2161/3

mmmm±50≤（1/100LDB41/T

XXXX-XXXX表

5 鋼管螺旋樁成樁質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）7.3.2樁位允許偏差應(yīng)符合表

6

要求。表6 樁位允許偏差7.4 成樁保護(hù)7.4.1

安裝完成后應(yīng)進(jìn)行測量復(fù)核、樁坑回填和現(xiàn)場清理。7.4.2

成樁后應(yīng)靜置

3

7

天，如有必要應(yīng)對樁進(jìn)行預(yù)壓。7.4.3

成樁后應(yīng)保持施工場地干燥。7.4.4

降雨后宜靜置

3

7

天，待地面干燥后進(jìn)行下一工序。7.5施工安全與環(huán)境保護(hù)7.5.1 施工過程中應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)并制定控制措施。7.5.2 施工過程中應(yīng)做好環(huán)境保護(hù)。11.DB41/T

2125—2021附 錄A（資料性）鋼管螺旋樁在公路工程中的主要應(yīng)用范圍A.1 鋼管螺旋樁在公路工程中的主要應(yīng)用范圍如下：a)

公路深挖路塹邊坡加固、擋土墻，尤其是膨脹土、濕陷性黃土地區(qū)；b)

各類公路橋梁建設(shè)所需的臨時(shí)性施工棧橋；c)

各類公路中小型橋梁的地基；d)

公路各類橋涵、涵洞地基；e)

公路波紋管橋涵地基；f)

公路服務(wù)區(qū)內(nèi)房屋、加油站、收費(fèi)站、信號(hào)牌、廣告牌地基；g)

公路特殊路段地基處理；h)

公路隔音墻地基；i)

公路瀝青拌和站、沙石料拌合站各類罐體、設(shè)備地基；j)

公路信號(hào)牌、標(biāo)志標(biāo)牌、路燈桿地基。A.2