DB41∕T 2125-2021 公路钢管螺旋桩设计施工技术规范

93.080CCS

P

6641 DB41/T

2125—2021公路钢管螺旋桩设计施工技术规范 河南省市场监督管理局 发

布.DB41/T

2125—2021 前言

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

II1

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

12 规范性引用文件

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

13 术语和定义

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

14 规格和质量要求

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

25

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

36 钢管螺旋桩的施工

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

87 施工质量管理

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

10附录

A（资料性） 钢管螺旋桩在公路工程中的主要应用范围................................

12附录

B（资料性） 成桩过程中问题的解决办法............................................

13附录

C（资料性） 常见桩帽形式

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

14DB41/T

2125—2021 本文件按照GB/T

—《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由河南省交通运输厅提出并归口。筑大学、北京思创佳德桩工机械制造有限公司。有扬、王鑫、胡光胜、李进勇、吴少亮、赵军军、王宏伟、孙小威、江名宝、魏新良、李明、朱同宇、晓丹、龚建伟。IIDB41/T

XXXX-XXXX1 范围本文件规定了钢管螺旋桩的规格和质量要求、设计、钢管螺旋桩的施工和质量管理。本文件适用于公路工程中使用的钢管螺旋桩的设计和施工。2 规范性引用文件文件。GB/T

碳素结构钢GB

50021岩土工程勘察规范GB

50661 钢结构焊接规范JGJ

82 钢结构高强度螺栓连接技术规程JJG

静态扭矩测量仪检定规程JTG

3363 公路桥涵地基与基础设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1钢管螺旋桩螺旋叶片焊接于钢管上，叶片和钢管共同承受荷载的一种基桩。3.2械或其它设施相连接的构件。3.3螺旋叶片焊接于钢管螺旋桩身，距钢管下端一定距离的螺旋状钢板。3.4由螺旋叶片间土体与周边土体之间的摩阻力和端部叶片的端承力共同承载的一种模式。3.5叶片式承载模式由钢管螺旋桩各个叶片提供的端承力共同承载的一种模式。3.6倒圆台承载模式PDPTLTAhPHDSP602000102541022451DB41/T

2125—2021式。4 规格和质量要求4.1 一般规定钢管螺旋桩适用范围见附录A。4.2 尺寸规格4.2.1 单叶片钢管螺旋桩结构示意图和尺寸规格如图

1

所示。PDmmPTmmL

mmT

mmAhmmP

mmHDmmSpmm图1 单叶片钢管螺旋桩结构示意图4.2.2多叶片钢管螺旋桩结构示意图和尺寸规格如图

2

所示。.PDPTLTAhPHDSPHs6020001025410224517622133DB41/T

XXXX-XXXXHsmm图2多叶片钢管螺旋桩结构示意图4.3质量要求4.3.1钢管螺旋桩钢材应使用

GB/T

检验报告、材质单和证书。4.3.2 钢管、钢管和叶片、钢管和桩帽间的焊接均应满足

GB

50661

中的相关规定。4.3.3 钢管长度允许偏差-0.5%～0.7%；叶片厚度允许偏差±0.4

mm；钢管壁厚的允许偏差±0.4

mm；管端

长度范围内，钢管外径允许偏差为标准外径的±0.5%；钢管弯曲度不得超过管长的

0.2%。4.3.4 螺旋叶片内外径公差±2

，螺旋公差±3

mm；螺旋面上的每一条半径线均应垂直于螺旋钢管的中轴线，螺旋张角误差不超过

35 设计5.1 一般规定5.1.1 钢管螺旋桩的设计流程图如图

3

所示，按照

的要求执行。确定桩身长度 桩型参数确定 单桩极限承载力计算 确定桩数安全性评估、安装扭矩评估、打桩设备评估

估算安装扭矩

桩身强度、单桩承载力验算图3 设计流程图5.1.2根据现场承载力试验与理论公式综合确定桩基承载力。5.1.3垂直施作的钢管螺旋桩安全系数不小于

，倾斜施作钢管螺旋桩安全系数不小于

1.5。.DB41/T

2125—20215.1.4 根据施加桩顶的荷载和钢管螺旋桩的极限承载力并结合现场设备、土质条件综合确定单、多叶片的选择。5.2 抗压极限承载力计算5.2.1 圆柱剪切承载模式当Hs/D＜3时，采用图4所示的圆柱剪切承载模式。AtAt

）；F

kNHsmmD

mmAhmmAtmm2图4 圆柱剪切承载模式抗压极限承载力按照式（1）计算。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减去螺旋直径D），单位为毫米（mm）；α 0.50.510.560.610.760.910.971.0Nc9.08.337.677.337.06.676.336.0DB41/T

XXXX-XXXX5.2.2 叶片式承载模式当Hs/D≥3时，采用图5所示叶片式承载模式。β图5 叶片式承载模式抗压极限承载力按照式（2）和式（3）计算。Qc

=mQbearing

+Qshalft

=mAhCuNc

+PDH

effCu

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

(2)式中：Qc kN）；m QbearingkN）；Qshaft

kNAh mm）；Cu ）；Nc PD mm）；Heff H减去螺旋直径D），单位为毫米（mm）；α Ah

=

Dgβ

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

(3)式中：Ahmm）；D

mm）；βNc和α分别按表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 倒圆台承载模式倒圆台承载模式如图6所示，抗拔极限承载力计算时均可适用。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图6倒圆台承载模式抗拔极限承载力按照式（4）和式（5）计算。n式中：Qu

kN）；Vi

i层地基的土体积，单位为立方米（m3γi

——第i层地基土的天然重度，单位为千牛每立方米（kN/m3）；fj

kN）；W

kN）。π

Zi式中：Vi倒圆台内第i层地基的土体积，单位为立方米（m3Zi第i层土的厚度，单位为米（m）；Ah螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）；θ倒圆台承载面与叶片边缘深度方面的夹角，一般小于土体的内摩擦角，且小于45度。.DB41/T

XXXX-XXXX5.3.2 叶片式承载模式当

Z/Ah≥6

时，采用图

7

所示叶片式承载模式。Q u

=Q u

=W +f

1+

j=3f

j

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

(6)抗拔极限力承载力按照式（6）计算。m式中：QukN）；W

kN）；f1kNfjkN）。当地基土为黏土时，fj按式（7）计算。f

=N

π

D

C

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

(7)4式中：fjkN）；Nc6～9；D

mm）；CukPa当地基土为砂土时，fj按式（8）计算。πDH

i

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

i

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

(8)

24式中：fj

kN）；Nqu20～100，对密实砂土取大值，对松散的砂土取小值；D

mm）；Hs

mmγi——第i层地基土的天然重度，单位为千牛每立方米（kN/m3）。5.3.3 圆柱剪切承载模式当Z/Ah＜6

采用图8所示圆柱剪切模式。DB41/T

2125—2021图8 圆柱剪切承载模式单桩抗拔承载力按照式（9）和式（10）计算。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 钢管螺旋桩的施工6.1 堆放、运输和起吊6.1.1 钢管螺旋桩进场后，按规格、品种、牌号分类堆放，并做好防水、防潮、防污染处理。6.1.2运输时应防止叶片磕碰。6.1.3 起吊前，平稳安放拧桩机，依据测量放线桩位拧桩；起吊中，应保持桩身、桩帽、动力头的中心线重合。6.2 成桩6.2.1 施工工序测量放样→确定拧桩顺序→桩机就位→吊桩喂桩→倾斜度校正→液压旋进→接桩→停止旋进→成桩机械移位→切割桩身、桩身钻螺栓孔→安装桩帽。6.2.2 桩位测量放样/mm/mm±75±20DB41/T

XXXX-XXXX6.2.2.1

测量控制点应设置在施工震动影响范围以外，控制点数量应不少于两个。6.2.2.2

划分区域，确定各区域定位点，逐排逐列确定桩位。6.2.2.3

应及时检查现场轴线、水准控制点、桩位布点。6.2.2.4

桩位误差控制标准应符合表

3

规定。表3 成桩控制误差6.2.3 成桩机械6.2.3.1 宜采用长螺旋步履式或带液压支腿的履带式成桩机械。6.2.3.2 成桩机械应有足够的功率、强度、刚度和稳定性，并能同时提供挤压力和扭矩。6.2.3.3 成桩机械最小安装扭矩按照式（11）和式（12）计算。Ttor

Qult

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

(11)Kt式中：Ttor(kN·m)；Qult）；Kt

Kt

=

2

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

(12)deff式中：deffmm）。6.2.3.4 成桩机械最大安装扭矩由钢管螺旋桩桩身结构强度确定。6.2.3.5 扭矩测量装置校准按照

995

的要求执行。6.2.4 成桩顺序6.2.4.1 对成桩机械回转半径范围内的桩，应一次流水完成。6.2.4.2成桩采用先中后边、先长后短、先大后小的顺序。6.2.5 桩的旋进6.2.5.1

成桩旋进时，应确保每旋转一圈，钢管螺旋桩进尺与螺旋间距一致。6.2.5.2

旋进过程中遇障碍物或意外情况应及时停钻，采取反转方法处理，不应强行旋进或提拉。6.2.5.3

旋进过程中及时检查、记录桩基旋进深度和安装扭矩。6.2.5.4

成桩过程中出现异常情况时的解决方法见附录

B。6.2.6 桩身的连接6.2.6.1

扣不应少于

2

6.2.6.2

4

GB

接部位的焊缝等级不低于三级，桩身和螺旋叶片部位的焊缝等级不低于二级。.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焊缝等级质量要求6.2.7桩帽的安装6.2.7.1 成桩后，切割多余桩身，切割面应平整。6.2.7.2 桩帽套筒内径应略大于钢管螺旋桩外径，桩帽与钢管螺旋桩采用螺栓连接；6.2.7.3 桩帽顶部为多孔平板或多孔

U

型钢板，与上部结构的连接形式见附录

C。7施工质量管理7.1 施工前检查7.1.1 施工前应进行钢管螺旋桩静载试验。正式打桩前，宜先试打

2

根～3

根；大面积密集施工时，宜通过试桩确定打桩顺序。7.1.2 抽检桩身钢管材质、长度、桩径、壁厚、钢管顺直度、螺旋叶片倾角、焊接质量等。7.1.3 钢管螺旋桩应进行防腐处理。7.2 施工中质量管理7.2.1

成桩机械就位前应再次复核桩位。7.2.2

成桩过程中遇强降雨应停止成桩，并静置

3

7

天，待场地土层恢复后方可继续。7.2.3

成桩过程中应做好施工记录，包括施工日期、桩位编号、布桩图、成桩扭矩、桩长等。7.2.4

钢管螺旋桩高出地面

60

～80

cm

时停止打桩，进行接桩。7.3 检查验收7.3.1 施工完成后对成桩质量进行检查，应符合表

5

要求。表5 钢管螺旋桩成桩质量验收标准1010./mm100+0.01H150+0.01H100161/2161/3

mmmm±50≤（1/100LDB41/T

XXXX-XXXX表

5 钢管螺旋桩成桩质量验收标准（续）7.3.2桩位允许偏差应符合表

6

要求。表6 桩位允许偏差7.4 成桩保护7.4.1

安装完成后应进行测量复核、桩坑回填和现场清理。7.4.2

成桩后应静置

3

7

天，如有必要应对桩进行预压。7.4.3

成桩后应保持施工场地干燥。7.4.4

降雨后宜静置

3

7

天，待地面干燥后进行下一工序。7.5施工安全与环境保护7.5.1 施工过程中应对风险源进行辨识并制定控制措施。7.5.2 施工过程中应做好环境保护。11.DB41/T

2125—2021附 录A（资料性）钢管螺旋桩在公路工程中的主要应用范围A.1 钢管螺旋桩在公路工程中的主要应用范围如下：a)

公路深挖路堑边坡加固、挡土墙，尤其是膨胀土、湿陷性黄土地区；b)

各类公路桥梁建设所需的临时性施工栈桥；c)

各类公路中小型桥梁的地基；d)

公路各类桥涵、涵洞地基；e)

公路波纹管桥涵地基；f)

公路服务区内房屋、加油站、收费站、信号牌、广告牌地基；g)

公路特殊路段地基处理；h)

公路隔音墙地基；i)

公路沥青拌和站、沙石料拌合站各类罐体、设备地基；j)

公路信号牌、标志标牌、路灯杆地基。A.2