钢桩之钢管桩

钢桩之钢管桩钢桩之钢管桩 在我国沿海及内陆冲积平原地区，土质常为很厚（深达 50~60m）的软土层， 当上部结构荷载较大时，这类地基常不能直接作为持力层，而低压缩性持力层又 很深，采用一般桩基，沉桩时须采用冲击力很大的桩锤，用常规钢筋混凝土和预 应力混凝土桩，将很难以适应，为此多选用钢管桩加固地基。因此，钢管桩在国 内外都得到了较广泛地应用。 钢管桩的特点是： （1）重量轻、 刚性好，装卸、运输、堆放方便，不易损坏； （2）承载力高。由于钢材强度高，能够有效地打入坚硬土层，桩身不易损坏， 并能获得极大的单桩承载力； （3）桩长易于调节。可根据需要采用接长或切割的 办法调节桩长； （4）排土量小，对邻近建筑物影响小。桩下端为开口，随着桩打 入，泥土挤入桩管内与实桩相比挤土量大为减少，对周围地基的扰动也较小，可 避免土体隆起；对先打桩的垂直变位、桩顶水平变位，也可大大减少；（5）接头 连接简单。采用电焊焊接，操作简便，强度高，使用安全； （6）工程质量可靠， 施工速度快。 但钢管桩也存在钢材用量大， 工程造价较高； 打桩机具设备较复杂， 振动和噪声较大；桩材保护不善、易腐蚀等问题，在选用时应有充分的技术经济 分析比较。 1．钢管桩构造、型式及规格 钢管桩的管材，一般用普通碳素钢，抗拉强度为402MPa，屈服强度为 235.2MPa，或按设计要求选用。按加工工艺区分，有螺旋缝钢管和直缝钢管两 种，由于螺旋缝钢管刚度大，工程上使用较多。为便于运输和受桩架高度所限， 钢管桩常分别由一根上节桩，一根下节桩和若干根中节桩组合而成，每节的长度 一般为 13m 或 15m，各节桩的构造、型式如图 7-90。 图 7-90 钢管桩的构造型式 （a）下节桩； （b）中节桩； （c）上节桩 钢管桩的下口有开口和闭口之分，其构造、型式分别如图 7-91。 图 7-91 闭口钢管桩构造型式 钢管桩的直径自φ406.4~φ2032.0mm，壁厚自 6~25mm 不等，常用钢管桩 的规格、性能见表7-92，应根据工程地质、荷载、基础平面、上部荷载以及施工 条件综合考虑后加以选择。国内常用的有φ406.4mm、φ609.6mm 和φ914.4mm 等几种，壁厚用 10、11、12.7、13mm 等几种。一般上、中、下节桩常采用同一 壁厚。有时，为了使桩顶能承受巨大的锤击应力，防止径向失稳，可把上节桩的 壁厚适当增大，或在桩管外圈加焊一条宽 200~300mm、厚 6~12mm 的扁钢加强 箍（图 7-92） 。为减少桩管下沉的摩阻力，防止贯入硬土层时端部因变形而破损， 在钢管桩的下端亦设置加强箍， 对φ406.4~φ914.4mm 钢管， 高度为 200~300mm， 厚度 6~12mm。 图 7-92 钢管桩不同壁厚和桩端加强构造形式 （a）不同壁厚的钢管桩接头构造形式； （b）桩顶端的加强箍； （c）桩下端加强箍 t-钢管桩壁厚；t1-加强管壁厚 常用钢管桩规格表 7-92 钢管桩尺寸 外径 （mm） 406.4 508 厚度 （mm） 9 12 9 12 14 9 12 14 16 9 12 14 16 9 12 14 16 12 14 16 19 12 内径 （mm） 388.4 382.4 490 484 480 591.6 585.6 581.6 577.6 693.2 687.2 683.2 679.2 794.8 788.8 784.8 780.8 890.4 886.4 882.4 876.4 992 重量 （kg/m） 88.2 117 111 147 171 133 177 206 234 156 207 241 274 178 237 276 314 311 351 420 297 346 （m/t） 11.34 8.55 9.01 6.8 5.85 7.52 5.65 4.85 4.27 6.41 4.83 4.15 3.65 5.62 4.22 3.62 3.18 3.75 3.22 2.85 2.38 3.37 断面积 （cm2） 112.4 148.7 141 187.0 217.3 169.8 225.3 262.0 298.4 198.5 263.6 306.6 349.4 227.3 301.9 351.3 400.5 340.2 396.0 451.6 534.5 378.5 面积 外包 面积 （m2） 0.130 0.203 外表面积 （m2/m） 1.28 1.60 断面 系数 （cm3） 109×10 142×10 173×10 226×10 261×10 251×10 330×10 381×10 432×10 344×10 453×10 524×10 594×10 452×10 596×10 690×10 782×10 758×10 878×10 997×10 117×102 939×10 断面特性 惯性矩 （cm4） 222×102 289×102 439×102 575×102 663×102 766×102 101×103 116×103 132×103 122×103 161×103 186×103 212×103 184×103 242×103 280×103 318×103 346×103 401×103 456×103 536×103 477×103 惯性 半径 （cm） 14.1 14.0 17.6 17.5 17.5 21.2 21.1 21.1 21.0 24.8 24.7 24.7 24.6 28.4 28.3 28.2 28.2 31.9 31.8 31.8 31.7 35.5 609.60.2921.92 711.20.3972.23 812.80.5192.55 914.4 1016 0.567 0.811 2.87 3.19 14 16 19 988 984 978 395 467 311 2.89 2.53 2.14 440.7 502.7 595.4 109×102 124×102 146×102 553×103 628×103 740×103 35.4 35.4 35.2 作为钢管桩的附件， 主要有用于承受上部荷载而焊在桩顶上的桩盖，和焊于 钢桩顶部用的扁钢带及用于保护桩底的保护圈，以及用于桩节焊接的铜夹箍。 为减轻软土地基负摩擦力对桩的承载力的不利影响， 一般在钢管桩的上部一 定深度，将特殊沥青、聚乙烯等复合材料涂敷于钢管桩外表面以形成滑动层，层 厚 6~10mm（图 7-93）可降低负摩擦力 4/5-9/10。 图 7-93 钢管桩滑动层构造 1-钢管桩；2-底漆；3-滑动层；4-表层 2．打桩机械的选择 打桩机的选择要根据工程地貌、地质、配套锤的型号、外型尺寸、重量、桩 的材质、规格及埋入深度、工程量大小、工期长短等而定。打桩机的型式很多， 有桅杆式（履带行走） ，柱脚式、塔式、龙门式等多种，其中以三点支撑桅杆式 （履带行走）柴油打桩机（图 7-94） ，使用较普遍。具有桩架移动机动灵活，可 作全向转动，导杆垂直度可全方位调节，锤、导杆可自由上下移动，可作各种角 度微调，打桩精度较高，整机稳定性好，操作方便、安全，工效较高等优点。但