5.10 钢桩
5.10.1 钢桩制作应符合下列规定:
1 制作钢桩的材料应符合设计要求,并有出厂合格证明和试验报告,现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨设施;
2 钢桩可采用成品钢桩或自制钢桩,焊接钢桩的制作工艺应符合设计要求及有关规定;
3 钢桩的分段长度应与沉桩工艺及沉桩设备相适应,同时应考虑制作条件、运输和装卸能力,长度不宜大于15m;
4 用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩,应按设计要求作防腐处理。
5.10.2 钢管桩制作外形尺寸允许偏差应符合表5.10.2的规定。
表5.10.2 钢管桩制作外形尺寸允许偏差(mm)
注:D为管外径,L为桩长。
5.10.3 H型桩及其他异型钢桩制作外形允许偏差应符合表5.10.3的规定。
表5.10.3 H型桩及其他异型钢桩制作外形允许偏差(mm)
注:l为桩的边长,L为桩长。
5.10.4 钢管桩对接接口允许偏差应符合下列规定:
1 管节对口拼装时,相邻管节的焊缝应错开1/8周长以上。相邻管节的管径允许偏差应符合表5.10.4-1的规定。
表5.10.4-1 相邻管节的管径允许偏差
2 管节对口拼接时,相邻管节对口板边高差的允许偏差应符合表5.10.4-2的规定。
表5.10.4-2 相邻管节对口板边高差的允许偏差
5.10.5 钢桩的焊接应符合下列规定:
1 端部的浮锈、油污等脏物应清除,保持干燥,下节桩顶经锤击后变形的部分应割除;
2 上下节桩焊接时应校正垂直度,对口的间隙应为2mm~3mm;
3 焊丝(自动焊)或焊条应烘干;
4 焊接应对称进行;
5 焊接应用多层焊,钢管桩各层焊缝的接头应错开,焊渣应清除;
6 气温低于0℃或雨雪天,无可靠措施确保焊接质量时,不得焊接;
7 钢桩拼接所用的辅助工具(如夹具等)不应妨碍管节焊接时的自由伸缩;
8 H型钢桩或其他异型薄壁钢桩,接头处应加连接板(筋),其型式可按等强度设置。
5.10.6 钢桩的每个接头焊接完毕,应冷却1min后方可锤击,每个接头除应按表5.10.6进行外观检查外,尚应按接头总数的5%做超声波检查,同一工程中,探伤检查不应少于3个接头。
表5.10.6 接桩焊缝外观允许偏差(mm)
5.10.7 钢桩的运输与堆存应符合下列规定:
1 堆存场地应平整、坚实、排水畅通;
2 钢桩的两端应有保护措施,钢管桩应设保护圈;
3 钢桩应按规格、材质分别堆放,堆放层数不宜过高,钢管桩Φ900mm宜放置三层,Φ600mm宜放置四层,Φ400mm宜放置五层,H型钢桩不宜超过六层,支点设置应合理,钢管桩的两侧应用木(钢)楔塞住,防止滚动;
4 钢桩在起吊、运输和堆放过程中,应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂层破损、桩身变形和损伤,搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲。
5.10.8 钢桩沉桩应符合下列规定:
1 桩帽或送桩器与桩周围的间隙应为5mm~10mm,锤与桩帽,桩帽与桩间应加设衬垫;
2 钢管桩在锤击沉桩有困难时,可在管内取土以助沉;
3 H型钢桩选用的锤重应与其断面相适应,且在锤击过程中桩架前应有横向约束装置,防止横向失稳;
4 持力层较硬时,H型钢桩不宜送桩;
5 杂填土层有石块、混凝土块等障碍物时,应在插入H型钢桩前进行触探并清除桩位上的障碍物。
5.10.9 桩的连接应符合下列规定:
1 电焊连接时的焊后停歇时间应符合本规范表5.5.10的规定;
2 在一个墩、台桩基中,同一水平面内的桩接头数不得大于基桩总数的1/4;
3 桩的连接应符合设计要求。
5.10.10 锤击沉桩的施工应符合下列规定:
1 在1.5倍沉桩深度的水平距离范围内有新浇筑的混凝土,28d内不应进行沉桩施工;
2 温度在-10℃以下时,不应进行钢管桩的锤击沉桩;
3 沉桩终止时,应以控制桩端设计标高为主,控制贯入度为辅;
4 钢桩沉桩尚应符合本规范第5.5节的规定。
5.10.11 在砂土地基中锤击沉桩困难时,可采用水冲锤击沉桩,水冲锤击沉桩应符合下列规定:
1 水冲锤击沉桩应根据土质情况随时调节冲水压力,控制沉桩速度;
2 桩端沉至距设计标高为下列距离时应停止冲水,并应改用锤击:
1)桩径或边长小于或等于600mm时,为1.5倍桩径或边长;
2)桩径或边长大于600mm时,为1.0倍桩径或边长。
3 用水冲锤击沉桩后,应与邻桩或固定结构夹紧,防止倾斜位移。
5.10.12 钢桩施工过程中的桩位允许偏差应为50mm。直桩垂直度偏差应小于1/100,斜桩倾斜度的偏差应为倾斜角正切值的15%。
5.10.1 防腐的类型有牺牲厚度法、涂装法、有机物防腐层、无机物防腐层和电气防蚀。牺牲厚度法宜选用低合金钢材;涂装法应在桩的表层进行喷砂除锈处理,并涂以75μm以上富锌底漆,然后再涂以常用的涂料,厚度宜为300μm~600μm;有机物防腐层的厚度应大于1mm;无机物防腐层是将混凝土或砂浆包在钢桩外层,厚度宜为100mm;电气防蚀有两种方法,外加电流法和牺牲阳极法,外加电流法适用于金属电阻率小于2000Ω·cm的情况,牺牲阳极法一般情况下是在钢桩施工结束后进行安装,使用年限为10年~15年,到期应进行更换。
5.10.5 焊接是钢桩施工中的关键工序,应严格控制质量。如焊丝不烘干,会引起烧焊时含氢量高,使焊缝容易产生气孔而降低其强度和韧性,因而焊丝应在200℃~300℃温度下烘干2h。据有关资料,未烘干的焊丝其含氢量为12mL/100g,经过300℃温度下烘干2h后,减少到9.5mL/100g。
现场焊接受气候的影响较大,雨天烧焊时,由于水分蒸发会有大量氢气混入焊缝内形成气孔。大于10m/s的风速会使自保护气体和电弧火焰不稳定。雨天或刮风条件下施工,应采取防风避雨措施,否则质量不能保证。
焊缝温度未冷却到一定温度就锤击,易导致焊缝出现裂缝,浇水骤冷更易使之发生脆裂,因此,应对冷却时间予以限定且要自然冷却。有资料介绍,1min停歇,母材温度即降至300℃,此时焊缝强度可以经受锤击压力。
外观检查和无破损检验是确保焊接质量的重要环节。超声或拍片的数量应视工程的重要程度和焊接人员的技术水平而定,这里提供的数量仅是一般工程的要求。还应注意检验应实行随机抽样。
H型钢桩或其他薄壁钢桩不同于钢管桩,其断面与刚度本来就小,为保证原有的刚度和强度不致因焊接而削弱,一般应加连接板。
5.10.7 钢管桩出厂时,两端应有防护圈,以防坡口受损。H型钢桩的刚度不大,若支承点不合理,堆放层数过多,均会造成桩体弯曲,影响施工。
5.10.8 钢管桩内取土需配以专用抓斗,若要穿透砂层或硬土层,可在桩下端焊一圈钢箍以增强穿透力,厚度为8mm~12mm,但需先试沉桩,方可确定采用。H型钢桩的刚度不如钢管桩,且两个方向的刚度不一,很容易在刚度小的方向发生失稳,因而要对锤重予以限制。如在刚度小的方向设约束装置有利于顺利沉桩。H型钢桩送桩时,锤的能量损失约1/3~4/5,故桩端持力层较好时,一般不送桩。大块石或混凝土块容易嵌入H型钢桩的槽口内,随桩一起沉入下层土内,如遇硬土层则使沉桩困难,甚至继续锤击导致桩体失稳,故应事先清障。
5.10.9 本条第2款中,由于桥梁桩基的特殊性,本款不包含桥梁桩基。
5.10.10 沉桩过程中,当遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝、变形等情况时,应暂停沉桩,分析原因,采取有效措施。
在沉桩影响范围内有新浇筑的混凝土,强度未达到设计要求时,28d内不得进行沉桩施工作业,否则会影响新浇筑混凝土的质量。
锤击沉桩应考虑锤击振动和挤土等对岸坡稳定或临近建(构)筑物的影响,可根据具体情况采取措施并对岸坡和邻近建(构)筑物位移和沉降等进行观察,及时记录,如有异常变化,应停止沉桩并研究处理。
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