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文檔簡介

輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎技術規程目次1總則 12術語和符號 23基本規定 63.1適用范圍 63.2設計原則 63.3勘探要求 73.4選型與布置 84材料和制作 114.1螺旋樁及翼板 114.2承臺 114.3連接件及其他 115設計與計算 135.1基樁頂部作用效應計算 135.2基樁軸向抗拔承載力計算 155.3基樁軸向抗壓承載力計算 185.4基樁橫向承載力計算 215.5帶翼板螺旋樁結構強度驗算 245.6承臺及連接計算 265.7防腐設計 275.8構造要求 276施工 306.1一般規定 306.2施工準備 306.3沉樁施工 326.4承臺施工 356.5施工安全和環境保護 367質量檢驗與工程驗收 377.1一般規定 377.2施工前檢驗 377.3施工過程檢驗 377.4施工后檢驗 387.5工程質量驗收 39附錄A帶翼板螺旋樁基礎分類圖 41附錄B帶翼板螺旋樁設計參數取值 47附錄C部分材料性能指標 49附錄D旋擰扭矩計算 52用詞說明 54引用標準名錄 55條文說明 57

Contents1GeneralProvisions 12Termsandsymbols 22.1Terminology 22.2Symbols 23Basicprovisions 63.1Scopeofapplication 63.2Designprinciples 63.3Explorationrequirements 73.4Selectionandarrangement 84Materialsandproduction 114.1Helicalpilesandwingplates 114.2Cap 114.3Connectorsandothers 115DesignandCalculation 135.1Calculationoftheforceonthetopofthepile 135.2Calculationofaxialupliftbearingcapacityofthepile 155.3Calculationofaxialcompressivebearingcapacityofthepile 185.4Calculationofhorizontalbearingcapacityofpile 215.5Strengthcheckofwingedhelicalpilestructure 245.6Capandconnectioncalculations 265.7Anti-corrosiondesign 275.8Structurerequirements 276construction 306.1Generalprovisions 306.2Preparationforconstruction 306.3Pilesinkingconstruction 326.4Capconstruction 356.5Constructionsafetyandenvironmentalprotection 367Qualityinspectionandengineeringacceptance 377.1Generalprovisions 377.2Pre-constructioninspection 377.3Constructionprocessinspection 377.4Post-constructioninspection 387.5Projectqualityacceptance 39AppendixAClassificationdiagramofwingedhelicalpile 41AppendixBDesignparametersofwingedhelicalpile 47AppendixCPartofmaterialperformanceindex 49AppendixDCalculationoftwistingtorque 52Worddescription 54Listofquotedstandards 55Specificationofarticle 571總則1.0.1為規范輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎技術,做到安全適用、技術先進、確保質量、保護環境、經濟合理,制定本規程。1.0.2本規程適用于輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎的設計、施工及驗收。1.0.3輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎除應符合本規程規定外,尚應符合國家現行有關標準和現行中國工程建設標準化協會有關標準的規定。2術語和符號2.1術語2.1.1帶翼板螺旋樁wingedhelicalpile由翼板和螺旋樁組成的樁基礎。2.1.2翼板wingplate通過套筒與鋼管連接的鋼板,翼板位于樁基上部,與樁軸在同一平面,可以提高樁基水平承載性能。2.1.3螺旋樁helicalpile由鋼管、螺旋葉片和接頭組成的樁基礎。2.1.4螺旋葉片helicalplate焊接在鋼管上的螺旋狀葉片,能夠幫助樁基旋入施工,且可以增大螺旋樁與土的接觸面積。2.2符號下列符號適用于本規程。A鋼管的截面面積A翼板底面與土體接觸面積b圓形鋼管外徑B第j個螺旋葉片直徑c第j個螺旋葉片上部λBj范圍內土體黏聚力,多個土層時可按土層厚度加權平均值c翼板深度范圍內土體黏聚力d圓形鋼管內徑E翼板深度范圍內的靜止側向土壓力合力EI鋼管的抗彎剛度f材料的抗拉(抗壓)強度設計值、抗剪強度設計值f材料的抗剪強度設計值、許用抗剪強度G帶翼板螺旋樁基礎承臺底面以上部分重量,穩定的地下水位以下部分應扣除水的浮力H第j個螺旋葉片埋深H標準組合作用下基樁承受的橫向作用力Hjt第j個螺旋葉片上部、下部剪切體頂面埋深Kt、抗拔、抗壓承載力安全系數K翼板深度范圍內被動土壓力系數K翼板水平承載力安全系數L鋼管埋置于地基土體內的長度L上部劇烈擾動深度和近螺旋葉片附近隨葉片移動的土體厚度之和l基礎中與承臺連接的基樁數量m地基水平抗力系數的比例系數Mx0作用于承臺底部,繞通過群樁形心的x、y主軸的力矩n所計算基樁的螺旋葉片數量P土層保護防腐措施的保護效率Qxf、Q帶翼板螺旋樁基礎上部承臺與地基相互作用時所發揮的x向、y向、z向承載力Qtj極限狀態基樁自上而下第j個螺旋葉片所發揮的抗拔、抗壓承載力Qsht、Qwt極限狀態基樁鋼管發揮的極限抗拔、抗壓承載力;極限狀態基樁翼板發揮的極限抗拔、抗壓承載力Qtu、基樁軸向抗拔、抗壓極限承載力標準值qst基樁鋼管抗拔、抗壓時側壁摩阻力qp、底部螺旋葉片、翼板下部土體極限端阻力R基樁橫向承載力特征值Tx0、T上部桿塔對基礎承臺頂部x向、y向、z向作用力,一般采用標準組合作用效應值Txi、Tyi第i個基樁頂部x向、y向、z向作用力TAi第i個基樁頂部軸向、橫向作用力;上拔和下壓工況時分別對應TAit、TBTqm旋擰作用的扭矩上限、下限值t設計使用年限t涂層保護防腐措施的使用年限t螺旋葉片厚度t翼板厚度,或焊接縫的有效高度V單面腐蝕速率W單側翼板的寬度W單側翼板的高度W翼板的有效深度W鋼管抗扭截面模量xi、xk、y第i、k個基樁至y、x軸的距離,其中y、x軸通過樁基頂部形心α鋼管的相對柔度系數γ復合型基礎上部基礎或承臺所發揮的豎向承載力作用系數γ翼板深度范圍內土的重度γ第j個螺旋葉片上部土體平均重度γ第j個螺旋葉片上部土體平均有效重度,其中地下水位以下部分土體采用浮重度Δ設計使用年限內單面腐蝕厚度預留量ε鋼管與翼板的連接影響系數λ極限狀態螺旋葉片上方(或下方)剪切圓柱土體高度影響系數μ翼板與土體的摩擦系數ν鋼管頂部橫向位移系數χ鋼管頂部允許橫向位移ψ側壓影響系數

3基本規定3.1適用范圍3.1.1帶翼板螺旋樁基礎,適用地層包括粉土、流塑~硬塑狀態的黏性土、松散~中密狀態的砂土和碎石土層(最大粒徑不宜大于50mm),以及黃土、軟土等特殊地層。3.1.2帶翼板螺旋樁基礎,可適用于場地環境對鋼結構腐蝕等級為中、弱、微腐蝕的土壤環境,不宜在強腐蝕環境場地應用。3.1.3堅硬黏性土以及密實的砂土、碎石土層采用帶翼板螺旋樁基礎,應經原位工藝驗證,并宜通過試驗確定設計與施工工藝參數。3.2設計原則3.2.1帶翼板螺旋樁基礎設計采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法。3.2.2帶翼板螺旋樁基礎應根據具體條件分別進行下列設計計算與驗算校核:應根據基礎的使用功能和受力特征分別進行基樁的軸向(抗壓與抗拔)承載力計算和橫向承載力計算校核,并考慮群樁效應;應對帶翼板螺旋樁構件和承臺結構強度進行計算校核,帶翼板螺旋樁結構應分別根據施工、服役期間受力情況進行結構強度校核;當帶翼板螺旋樁端部平面以下存在軟弱下臥層時,應參照JGJ94進行軟弱下臥層承載力驗算;應進行帶翼板螺旋樁防腐蝕設計;特殊情況下需進行抗震、變形計算時,按JGJ94相關規定執行。3.2.3帶翼板螺旋樁基礎設計荷載效應與相應的抗力應符合下列規定:確定樁數和布置方式時,作用力采用傳至承臺底面的荷載效應標準組合;相應的抗力采用基樁或基礎承載力特征值;帶翼板螺旋樁構件強度驗算時,運行工作狀態下作用力采用傳至承臺底面的荷載效應基本組合,抗力采用強度設計值;施工旋擰狀態下作用力采用基樁頂部扭矩上限值,抗力采用強度許用值或標準值;計算承臺結構承載力、確定承臺尺寸和鋼筋混凝土承臺配筋時,作用力采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合;基樁豎向承載力安全系數K按表3-1取值。3.2.4設計應提出工程螺旋樁旋擰扭矩限值(含上、下限值)要求,經驗欠缺時宜選取典型場地經試驗確定扭矩限值。表3-1安全系數取值表桿塔類別安全系數抗拔承載力(Kt)抗壓承載力(Kc)單樁型群樁型懸垂型桿塔2.01.62.0耐張直線(0°轉角)及懸垂轉角桿塔2.52.0耐張轉角、終端、大跨越塔3.02.53.3勘探要求3.3.1擬采用帶翼板螺旋樁基礎的塔位宜按照“一基一勘,逐腿提資”的巖土工程勘察原則,合理選用勘測手段。宜采用鉆探與坑探、地質調查等手段相結合的方式探明碎石粒徑分布情況;宜采用靜力觸探法提出黏性土、粉土地層樁側摩阻力、不排水剪切強度等取值建議;宜采用標準貫入或動力觸探法提出砂土、碎石土地層密實度以及相關參數取值建議;地下環境腐蝕性宜按GB50021進行評價,大氣環境腐蝕性可按JGJ/T251進行評價。3.3.2勘察應靈活運用鉆探、井探、槽探、坑探,以及電法、電磁法等勘探方法,在滿足輸電線路工程常規勘察要求的同時重點查明以下內容:查明塔位各腿地基巖土層類別及其分布特征、土層顆粒級配、黏性土狀態、砂土密實度、地基土的實際飽和度、各層巖土的側摩阻力等,查明地下水埋藏情況,提出地下水位及其變化幅度;查明場地土凍結深度;分析提出各塔位帶翼板螺旋樁基礎適用性建議,提出螺旋葉片持力層建議、翼板埋深建議;對帶翼板螺旋樁基礎施工、運行中可能出現的巖土工程問題進行預測分析,并提出相應建議;開展場地土對鋼結構的腐蝕性評價,地下水埋藏較淺(不大于2.0m)時還需開展場地水對螺旋樁及翼板鋼結構的腐蝕性評價,提出水、土對鋼結構的腐蝕等級;當有現澆鋼筋混凝土承臺基礎組件時,并視地下水情況,開展場地水、土對鋼筋混凝土腐蝕性評價,提出相應腐蝕等級。3.3.3腐蝕性可依據GB50021進行評價,也可按當地服役或退役線路地下鋼制構件(含鋼制螺旋樁、拉線棒等,不含鋼絞線)的腐蝕特征及環境試驗測試結果,作為腐蝕速率、深度取值以及防腐措施有效性評價的參考。3.4選型與布置3.4.1帶翼板螺旋樁的主要結構型式見附錄A.1,螺旋葉片主要外形見附錄A.2,樁頭常用外形見附錄A.3。3.4.2螺旋樁基礎應用的主要結構類型包括(示意圖見附錄A.7):按基樁數量可分為單樁型和群樁型;按承臺材料分為鋼筋混凝土承臺式、鋼結構承臺式;按承載力計算是否考慮上部承臺或裝置的承載力可分為復合型基礎和普通型基礎;帶翼板螺旋樁布置采用豎直布置方式;螺旋葉片主要外形可分為圓形、螺旋漸進形、方形,樁頭主要型式可分為斜坡狀、十字錐狀、圓錐狀。3.4.3翼板的主要結構類型包括(示意圖見附錄A.4):翼板的主要外形可分為矩形、梯形等形狀;翼板的主要構造包括燕尾狀、反燕尾狀、矩形狀等構造;翼板與鋼管之間連接方式可采用套接、焊接、螺栓錨固(示意圖見附錄A.6)。3.4.4應綜合考慮基礎作用力、地質條件、施工設備最大輸出扭矩、經濟性等因素,確定基礎結構型式及布置方式,并遵循以下規定:帶翼板螺旋樁豎直布置,鋼管中心距不宜小于2倍的最大螺旋葉片直徑;帶翼板螺旋樁最大埋深不宜大于30倍最大螺旋葉片直徑,首個葉片的埋深不宜小于5倍首個葉片直徑;翼板的埋置深度、方位角宜根據承臺型式、基樁排布方式、橫向荷載方向等因素確定;翼板的最大面積受力面應與基樁頂部的最大橫向荷載方向垂直,且群樁型中各翼板不碰撞;當采用高承臺型基礎時,翼板宜貼近地表布置,埋深可取1~2倍的單側翼板寬度;當采用復合型基礎時,翼板宜緊貼承臺底部布置。3.4.5承臺結構選型及布置按以下要求執行:承臺可采用鋼制、現澆鋼筋混凝土、鋼筋混凝土預制等結構形式;宜采取立柱偏心、地腳螺栓或孔位偏心等結構措施以減少承臺底部傾覆力矩作用;現澆鋼筋混凝土承臺與基樁連接可采用現澆錨固形式,并應采取局部配筋、設置錨固件等可靠的錨固措施;預制鋼筋混凝土承臺與基樁可采用焊接、螺栓、灌漿連接形式,其中當采用焊接、螺栓連接方案時應在承臺預制加工中設置固件,當采用灌漿連接方案時應采取增大接觸面粗糙度等錨固增強措施;鋼制承臺可采用塔腳板式、靴板式、法蘭式等結構型式。3.4.6上部結構與承臺連接方式按以下要求執行:鋼制承臺與上部結構可采用焊接、螺栓連接方式,其中焊接時可采用與上部結構主材強度、材質等一致的構件或直接將上部結構塔腳板焊接于承臺板上;鋼筋混凝土承臺與上部結構宜采用地腳栓連接方式。

4材料和制作4.1螺旋樁及翼板4.1.1螺旋樁和翼板宜采用Q235、Q355或Q420鋼材,不應低于B級鋼的質量要求,質量應符合GB/T700、GB/T1591和GB55006的規定。4.1.2鋼制螺旋樁的鋼管宜采用熱軋無縫鋼管,其性能指標應符合GB/T8162的要求;可采用直縫電焊鋼管并符合GB/T13793的要求。4.1.3當結構工作溫度低于-40℃時,鋼材質量等級應滿足不低于C級鋼的要求,且40mm以上厚度鋼板質量等級不宜低于D級鋼。4.1.4同一塔位螺旋樁及翼板鋼材宜采取同一型號鋼種。4.2承臺4.2.1當帶翼板螺旋樁基礎承臺采用鋼筋混凝土結構材料時,應按GB50010、GB50007的規定進行混凝土強度、保護層厚度、配筋等結構設計;現澆混凝土強度等級不應低于C25,預制混凝土強度等級不應低于C30。4.2.2當帶翼板螺旋樁基礎承臺采用鋼材時,同一塔位承臺鋼材與螺旋樁及翼板鋼材宜采取同一型號鋼種。4.2.3當采用40mm以上厚度的鋼板焊接時,應采取防止鋼材層狀撕裂的設計措施。4.3連接件及其他4.3.1熱浸鍍鋅螺栓宜采用4.8級、6.8級或8.8級,材質和機械特性應分別符合GB/T3098.1、GB/T3098.2和DL/T284規定的要求。4.3.2鋼材手工焊焊條應符合GB/T5117和GB/T5118規定的要求。4.3.3自動焊和半自動焊應采用和主體金屬強度相適應的焊絲和焊劑,應保證其熔敷金屬抗拉強度不低于相應手工焊焊條的性能指標;焊絲應符合GB55006規定的要求。4.3.4地腳螺栓和翼板螺栓應符合DL/T5486、DL/T1236規定的要求。

5設計與計算5.1基樁頂部作用效應計算5.1.1當基樁承受水平力較小時,可按式(5-1)和(5-2)計算承臺下部基樁頂部的作用力,當基樁承受水平力較大時,可按JGJ94相關規定計算。豎向(z向)力按式(5-1)計算。上拔工況:T下壓工況:T(5-1)式中:l——基礎中與承臺連接的基樁數量;Tzi——第i(i=1、2、……、m)個基樁頂部zTz0——上部桿塔對基礎承臺頂部Gf——帶翼板Qzf——帶翼板螺旋樁基礎上部承臺與地基相互作用時所發揮的豎向極限承載力,其中普通型基礎可取零;復合型基礎可依據γq——復合型基礎上部基礎或承臺所發揮的豎向承載力作用系數,當荷載效應采用標準組合且豎向承載力Qzf采用極限值時xi、xk;yi、yk——第i、k個基樁至y、x軸的距離,其中yMx0、My0——作用于承臺底部,繞通過群樁形心的水平(x向和y向)力按式(5-2)計算。T(5-2)T式中:Txi、Tyi——第i(i=1、2、……、m)個基樁頂部水平x向、y向作用力,其中x向為橫擔方向,Tx0、Ty0——上部桿塔對基礎承臺頂部水平x向、Qxf、Qyf——承臺與地基相互作用時所發揮的x向、y向承載力,該承載力采用極限值時γq取0.45其他參數意義同前。5.1.2基樁軸向力TAi與橫向力TBiT(5-3)T式中:TAi、TBi——第i(i=1、2、……、m)個基樁頂部軸向、橫向作用力,上拔和下壓工況時分別對應TAit其他參數意義同前。5.2基樁軸向抗拔承載力計算5.2.1基樁抗拔承載力應符合以下要求:T(5-4)式中:TAit——上拔工況荷載效應標準組合下第(i=1、2、……、lQtu——基樁軸向抗拔極限承載力,kN,宜按試驗結果取值,當無試驗值時按式(5-5Kt——抗拔承載力安全系數按表3-1取值5.2.2基樁抗拔極限承載力Qtu可按式(5-5)Q(5-5)式中:n——所計算基樁的螺旋葉片數量;Qtj——極限狀態基樁自上而下第j(j=1、2、……、n)個螺旋葉片所發揮的抗拔承載力,Qsht——極限狀態基樁鋼管發揮的抗拔承載力,Qwt——極限狀態基樁翼板發揮的抗拔承載力,5.2.3極限狀態第j個螺旋葉片所發揮的抗拔承載力Qtj可按式(5-6)計算(計算示意如圖Q(5-6)式中:Bj——第j個螺旋葉片直徑,mHj——第j個螺旋葉片埋深,mHjt——第j個螺旋葉片上部計算抗拔剪切體頂面埋深,m,當H1≤λB1或(Hj?Hj?1)≤λB1時分別取0γj'——第j個螺旋葉片上部土體平均有效重度,kN/mγj——第j個螺旋葉片上部土體平均重度,kN/m3ψ——側壓影響系數,可按附錄B.2經驗取值,當計算螺旋葉片與相鄰基樁相近深度位置螺旋葉片的水平中心距不大于3倍的較大螺旋葉片直徑時,需考慮群樁效應,計算該螺旋葉片的抗拔承載力時的側壓系數取值進行0.9倍折減;cj——第j個螺旋葉片上部λBj范圍內土體黏聚力,kPa,取不排水強度,存在多個土層時可取螺旋葉片上部λB(a)首個葉片H1≤λB1時((c)底部葉片(Hj?Hj?1圖5-1螺旋葉片上部土體抗拔阻力計算示意圖5.2.4極限狀態鋼管發揮的抗拔承載力QshtQ(5-7)式中:b——鋼管外徑,m;L——鋼管埋置于地基土體內的長度,m;L0——上部劇烈擾動深度(可取1.0~2.0m)和近螺旋葉片附近隨葉片移動的土體厚度(可取0.5倍λBqst——鋼管抗拔時側壁摩擦力,kPa,可取JGJ94有關鋼管樁側摩阻力的5.2.5極限狀態翼板發揮的抗拔承載力QwtQ(5-8)式中:εw——鋼管與翼板的連接影響系數,當鋼管與翼板采用套接時,εw=0μw——E0——翼板深度范圍內,作用于基板上的靜止側向土壓力合力,kN5.3基樁軸向抗壓承載力計算5.3.1基樁抗壓承載力應符合(5-9)要求:T(5-9)式中:TAic——下壓工況荷載效應標準組合第iQcu——帶翼板螺旋樁基礎基樁抗壓極限承載力標準值,kN,宜按試驗結果取值,當無試驗值時可按式(5-10)~(5-13Kc——抗壓承載力安全系數,按表3-15.3.2基樁抗壓極限承載力可按式(5-10)計算。Q(5-10)式中:Qcj——極限狀態基樁自上而下第j(j=1、2、……、n-1)個螺旋葉片所發揮的下壓承載力,kNQshc——極限狀態基樁鋼管發揮的下壓承載力,Qwc——極限狀態基樁翼板發揮的下壓承載力,5.3.3極限狀態第j個螺旋葉片所發揮的下壓承載力Qcj可按式(5-11Qcj=πBjψQ(5-11)式中:qp——螺旋葉片下部土體極限端阻力,kPa,可按JGJ94Bj——第j個螺旋葉片直徑,m,其中Bn為第nHj——第j個螺旋葉片埋深,mHjc——第j個螺旋葉片下部剪切體頂面埋深,m,當(Hj+1?Hj)≤λBjγj——第j個螺旋葉片上部土體平均重度,kN/m3cj——第j個螺旋葉片下部λB其他參數意義同前。(a)(Hj+1?Hj圖5-2螺旋葉片下部土體抗壓承載力計算示意圖5.3.4極限狀態鋼管發揮的抗壓承載力QshcQ(5-12)式中:qsc——鋼管抗壓時側壁摩擦力,kPa,可取JGJ94有關鋼管樁側摩阻力的其他參數意義同前。5.3.5極限狀態翼板發揮的抗壓承載力QwcQ(5-13)式中:Awb——基樁翼板底部與土體接觸面積之和,mqw——基樁翼板底部土體極限端阻力,kPa,可按JGJ94其他參數意義同前。5.4基樁橫向承載力計算5.4.1基樁橫向承載力應符合式(5-14)要求:H(5-14)式中:Hk——標準組合作用下基樁承受的橫向作用力,可取maxTRha——基樁橫向承載力特征值,kN,按試驗取值時可取水平向極限承載力的一半,無試驗值時按5.4.25.4.2基樁橫向承載力特征值可按式(5-15)計算,其中翼板以矩形狀外形工況為算例。R(5-15)式中:EI——鋼管的抗彎剛度,kN·m2;α——樁的相對柔度系數,α=5mb/EI,其中m為地基水平抗力系數的比例系數,kN/mb——鋼管的外徑,m;χ0a——鋼管頂部允許橫向位移,mv?——鋼管頂部橫向位移系數,可按表5-1γsw——翼板深度范圍內土的重度,kN/mWhe——翼板的有效深度,當Wh≤2.5Wb時W?e=β·Wh,β可按照圖5-3翼高比與翼板有效深度比關系曲線選取,當Wh>2.5WWb——單側翼板的寬度,mWh——單側翼板的高度,mKp——cw——翼板深度范圍內土體黏聚力,kPaKw——翼板水平承載力安全系數,1.5~2.0,翼板高寬比Wh/Wb<0.6時取1.5,Wh/Wb>2.5時取2.0表5-1鋼管頂部水平位移系數樁頂約束情況鋼管的換算埋深(αL)v鉸接、自由4.02.4413.52.5023.02.7272.82.9052.63.1632.43.526固結4.00.9403.50.9703.01.0282.81.0552.61.0792.41.095注:當αL>4.0時,按αL圖5-3翼高比與翼板有效深度比關系曲線5.4.3基樁橫向承載力特征值可按p-y曲線法進行計算,相關p-y曲線參數應根據荷載試驗結果分析確定。5.5帶翼板螺旋樁結構強度驗算5.5.1鋼管截面強度驗算按以下規定執行。基礎處于運行工作狀態時,鋼管橫截面承載力應滿足式(5-16)要求。T(5-16)式中:TAimax——Ag——鋼管的截面面積,m2f——鋼管材料的抗拉、抗壓強度設計值,kPa。螺旋樁施工旋擰狀態時,鋼管截面所能承受的抗扭承載力應滿足式(5-17)要求。T(5-17)式中:Tqmax——螺旋樁旋擰作用的扭矩上限值,Wp——鋼管抗扭截面模量,m3,按下式計算:Wp=1.15π(b4?fvk——鋼管材料的許用抗剪強度,kPa,可取屈服強度fy的5.5.2螺旋葉片強度驗算按以下規定執行。基礎處于運行工作狀態時,螺旋葉片及葉片與鋼管焊縫抗剪承載力均應滿足式(5-18)要求。單個葉片時:T多個葉片時:T(5-18)式中:th——螺旋葉片厚度,或焊接縫的有效高度,mfv——螺旋葉片及葉片與鋼管焊縫抗剪強度設計值,kPa其他參數意義同前。螺旋樁施工旋擰狀態時,螺旋葉片強度及葉片與鋼管焊縫抗剪承載力均應滿足式(5-19)要求。單個葉片時:T多個葉片時:T(5-19)式中:t——螺旋葉片厚度,或焊接縫的有效高度,m,其中,葉片厚度不計防腐設計所采取的預留厚度量;fvk——螺旋葉片及葉片與鋼管焊縫材料的許用抗剪強度,kPa其他參數意義同前。5.5.3基礎處于運行工作狀態時,單側翼板與鋼管焊縫抗剪承載力TwmaxT(5-20)式中:tw——翼板厚度,或焊接縫的有效高度,m其他參數意義同前。5.6承臺及連接計算5.6.1承臺宜根據受力特點、結構類型進行設計計算,并遵循以下規定:鋼筋混凝土承臺按GB50007相關規定進行計算,配筋可按GB50010相關規定進行計算。鋼制承臺宜根據GB50017、GB50661和GB55006進行構件結構承載力、焊縫強度的驗算并符合相關規定;內力可采用有限元方法進行計算分析。5.6.2上部桿塔結構與承臺連接方式及要求如下:對于鋼制承臺,可采用焊接、螺栓連接方式,并應按GB50017、GB50661和GB55006相關規定進行設計驗算;焊接時可采用與上部結構主材強度、材質等一致的構件或直接將上部結構塔腳板焊接于承臺板上。對于鋼筋混凝土承臺,宜采用地腳螺栓連接方式,并應按GB50010相關規定進行設計驗算;當采用預埋錨固件并通過螺栓連接或焊接時可按GB50010有關裝配式結構的規定進行設計驗算。5.6.3基樁與承臺間可采用螺栓、焊縫、注漿錨固連接,按GB50017相關規定進行設計驗算。5.6.4翼板與鋼管間當采用螺栓、焊縫連接時(見附錄A.6),按GB50017相關規定進行設計驗算。5.6.5鋼管段間接續可采用套接式、法蘭式等連接方式(見附錄A.5);套接式應按5.5節分別設計驗算運行工作和施工旋擰狀態下接續套管及其與鋼管間焊縫強度,并設計配置連接螺栓;法蘭式應按GB50017相關規定分別按運行工作狀態和旋擰施工狀態進行設計驗算。5.7防腐設計5.7.1帶翼板螺旋樁基礎鋼構件應進行防腐蝕設計,并采取合理的防腐蝕措施,包括涂覆防腐蝕涂層(含熱鍍鋅、涂刷防銹漆等)、預留腐蝕裕量、陰極保護等。5.7.2鋼管、螺旋葉片、翼板均應采取預留腐蝕厚度的設計措施,鋼管內壁與外界環境密閉隔絕時,可不考慮內壁腐蝕。預留厚度量可按類似環境下鋼結構腐蝕實測數據確定,也可按式(5-21)計算。?(5-21)式中:t——設計使用年限,a;?δ——t時間內單面腐蝕厚度預留量,mm;V——單面腐蝕速率,mm/a,可取0.02~0.03mm/a;Pt——涂層保護防腐措施的保護效率,一般取50%~95%t1——涂層保護防腐措施的使用年限,a5.7.3鋼制承臺及連接的防腐蝕設計宜滿足GB50046、JGJ/T251防腐要求;地上鋼承臺可結合混凝土保護帽進行防腐保護,并可對保護帽進行構造配筋;未采用混凝土包覆的鋼制承臺和埋深1.0m范圍內的鋼管外壁和翼板宜涂覆防腐蝕涂層,當地表土松散、植被發育、地表干濕交替明顯時宜適當增大涂覆深度范圍。5.7.4在地下水環境對鋼結構具有中、強腐蝕且螺旋葉片常年處于地下水位以下時,經論證后可采取陰極保護防腐措施,可參考GB21448進行防腐蝕設計。5.8構造要求5.8.1螺旋葉片設置遵循以下要求:葉片直徑不宜小于200mm且不宜大于1200mm;宜取鋼管外徑的2~5倍,且地基土側壓影響系數ψ越大,葉片直徑與鋼管外徑之比宜越小;葉片厚度不宜小于5mm;同時考慮腐蝕影響,應合理預留腐蝕裕度;單根螺旋樁葉片數量不宜大于5片,直徑的變化不宜超過3種;葉片螺距宜取葉片直徑的1/6~1/3,同一根樁各葉片螺距宜相同;底部葉片宜安裝在與鋼管底端部豎直凈距為2~4倍鋼管外徑的位置,葉片間距宜取葉片螺距整數倍。5.8.2鋼管外形尺寸遵循以下規定:鋼管外徑不宜小于60mm,壁厚不宜小于5mm;鋼管的最下端應有尖端,長度可取50~200mm;鋼管上部宜設有加勁鋼牛腿,用于翼板的限位與固定;鋼管的分節長度應根據施工條件確定,并應盡量減少接頭數量,接頭段強度不應低于鋼管強度。5.8.3鋼管的分節長度應根據施工條件確定,并應盡量減少接頭數量,接頭段強度不應低于鋼管強度。應盡可能少分段;分段長度應與旋擰工藝及設備相適應,并綜合考慮原材料規格、制作條件、運輸和裝卸能力;長度不宜超過6.5m;套接式連接螺栓數量不宜少于2個;螺栓孔徑宜比螺栓直徑大1.5mm;套接處接續鋼管與鋼管的內外徑差不宜大于4mm;法蘭式接頭連接螺栓宜采用雙螺帽或其他防松措施。5.8.4翼板設置遵循以下規定:翼板數量不宜小于1扇;單側翼板的寬度不宜小于2倍的鋼管外徑,高度不宜小于1倍最大螺旋葉片直徑;翼板厚度不宜小于5mm;同時考慮腐蝕影響,應合理預留腐蝕裕度;當基樁頂部為低承臺時,翼板與鋼管之間宜采用套接連接方式;當基樁頂部為高承臺時,翼板與鋼管之間宜采用螺栓錨固、焊接的連接方式;當翼板與鋼管間采用螺栓錨固、焊接方法連接時,翼板套筒高度宜高出翼板頂部大于100mm并高出地面,用于安裝螺栓或焊接;錨固式連接螺栓數量不宜少于2個;螺栓孔徑宜比螺栓直徑大1.5mm;翼板套筒內徑與螺旋樁外徑差不宜大于4mm;翼板夾角宜根據基樁布置情況、輸電線路桿塔受力情況等確定。5.8.5承臺除了滿足結構承載力及上部桿塔和下部基樁的連接要求外,還需遵循以下規定:對于鋼筋混凝土承臺,最小厚度不宜小于400mm;鋼管錨入承臺深度不宜小于3.5倍鋼管外徑,當采取有效錨固措施時錨入深度可適當減小;基樁錨入現澆承臺時局部應采取加強配筋或設置錨固件的措施;預制承臺與基樁采用焊接、螺栓連接時應設置錨固件,當采用灌漿連接時應采取增加接觸面粗糙度等增強措施;對于鋼制承臺,與基樁頂部焊接時應設置加勁肋;與鐵塔采用螺栓連接時應設置保護帽;承臺與基樁連接的螺栓孔徑不宜大于1.3倍螺栓直徑,同時應配置墊片。5.8.6采用預制構件(含混凝土預制和鋼制)時其與地基及基樁間的縫隙宜注漿處理。

6施工6.1一般規定6.1.1帶翼板螺旋樁施工前應取得施工區域巖土工程勘察報告,了解不良地質情況及地下障礙物,并采取相應措施,相關資料和措施應符合標準GB50021的建議和規定。6.1.2施工前應熟悉施工圖,進行施工圖交底會審。發現施工圖有疑問、差錯時,應及時提出意見和建議。6.1.3帶翼板螺旋樁施工前應制定施工方案,并進行工藝測試。6.1.4制作及施工前應向作業人員進行安全、技術交底;制作及施工過程中應做好記錄。6.2施工準備6.2.1應對材料與組件進行各項檢查,螺旋樁數量、規格、尺寸、孔位,螺旋葉片尺寸、螺距、位置,翼板規格、外觀、尺寸等應符合設計要求;檢查焊接處焊縫外觀、尺寸、質量,若符合要求則依據檢驗批進行報驗。6.2.2螺旋樁和翼板存放場地上宜清除雜草及其他雜物,保持鋼材干凈;嚴禁與酸、堿、鹽、水泥等對鋼材有侵蝕性的材料堆放在一起。6.2.3運輸裝卸堆碼過程中應注意保護鋼材表面防銹蝕鍍鋅或涂漆,避免擠壓磨損。6.2.4各材料與組件按品種、規格有序擺放,并貼好標識;露天堆放螺旋樁應俯放,樁口朝下,以免積水生銹;物資保管人員應定期檢查鋼材情況,并且在下雨、雪天氣必須蓋土工布防潮。6.2.5機械準備應滿足以下要求:應對施工螺旋樁鉆機和注漿泵等施工機械進行性能檢查,施工機械應滿足現場施工需要。針對比較復雜的場地和地質條件,應通過開展施工機械的實操試驗確定設計和施工方法;施工螺旋樁鉆機的鉆進扭矩應不小于螺旋樁設計鉆進扭矩的1.5倍。6.2.6施工場地應事先平整,清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大石塊、樹根和生活垃圾等)。6.2.7定位放樣應滿足以下要求:應根據施工圖進行放樣分坑,以塔基中心點為基準點,宜利用測量精度較高的儀器測定各基礎中心點位置,并通過測量根開和對角線長度的方法監測位置的準確性;應依據確定的四個塔腳中心點設置現場施工標線,包括根開線和對角線;應按施工圖進行基礎基樁樁位的放樣,確定基礎中各基樁地表處旋入點的初始樁位,以及翼板安裝的方位角。圖6-1帶翼板螺旋樁施工流程圖6.3沉樁施工6.3.1組裝旋擰機械與螺旋樁構件的主要流程:將需旋擰的基樁吊運至制定場地;進行安裝前的外觀檢查;連接動力頭與螺旋樁構件。6.3.2旋擰前定位的主要流程:動力頭與螺旋樁連接完成后,應先將鋼管軸線垂直放置與地表處的初始樁位;可通過調整旋擰器械,使螺旋樁與地面夾角滿足設計值。6.3.3核對中心位及基樁角度,螺旋樁定位可以采用單點或多點固定,符合設計要求后方可開始鉆進,旋擰施工主要流程及要求如下:液壓動力頭下壓并旋轉螺旋樁,下壓力應緩慢增大,且先慢速旋擰后逐漸加速;宜每旋入0.5m停止旋轉,測量記錄并修正一次角度;當多段旋擰時,可在一段樁頂露出地表0.5m停止旋擰,拆除動力頭與鋼管連接,轉至指定場地組裝旋擰機械與下一段螺旋樁,再轉至樁位對接兩段螺旋樁,復核角度、樁位后再次旋擰,直至底層螺旋葉片持力層及旋擰施工扭矩滿足設計要求為止;鋼管露出地面長度按涉及圖紙留置。6.3.4旋擰施工應滿足以下要求:基樁中心點的定位偏差不應大于±10mm;應在基樁平放狀態完成動力頭與鋼管頂部的連接,組裝時應專人監護;螺旋樁旋擰速度不宜大于10轉/min;黏性土與粉土地基中螺旋樁旋擰過程中每轉的平均螺旋樁下樁位移不宜小于螺距的85%,砂土、碎石土地基不宜小于50%;螺旋樁應單向擰進,避免反向旋擰;應實時觀察連接螺栓等狀況;螺旋樁旋擰質量應符合設計要求。6.3.5翼板安裝過程中應滿足以下要求(示意圖如圖6-2):螺旋樁旋擰施工完成后,將翼板套筒安裝上螺旋樁,若翼板有斜邊,則有斜邊一側位于下方,調整翼板方位角至設計方位;采用挖掘機夯壓或靜壓翼板,夯擊速率應適中,充分調整挖掘機抓斗角度,使抓斗正對翼板套筒頂部后夯擊;夯擊沖力應適中,避免夯擊沖力過大,而損壞螺旋樁造成卡頓現象;避免夯擊沖力過小而翼板下降深度過小的現象;單擊下降平均深度不宜大于50mm;翼板套筒頂部接近螺旋樁頂部時停止夯擊或靜壓,避免螺旋樁受壓下陷;當翼板套筒與樁頂齊平時,疊放圓鋼桶于翼板中心上方;圓鋼筒的直徑可為螺旋樁直徑的1.5倍,高度應大于翼板設計深度與樁頂設計標高的總和;夯擊或靜壓圓鋼筒,直至翼板達到設計標高;翼板沉入完成后與鋼管可采用焊接或螺栓錨固的方式連接。6.3.6當帶翼板螺旋樁鋼管端部封閉時,旋擰就位后鋼管中宜灌入水泥砂漿或其他灌漿材料。6.3.7宜采用混凝土帽對鋼制承臺進行防腐保護,并對混凝土帽適當配筋。6.3.8當在達到設計埋深時,出現因螺旋樁空轉、多次正反旋擰等地層劇烈擾動情形時,應詳細記錄施工過程,宜采取外注漿等加固處理措施,并宜抽取基樁進行工程靜載荷試驗檢測,合格后方可進行承臺安裝;當出現樁頂偏移超過要求時,宜采取糾偏處理措施。圖6-2帶翼板螺旋樁基礎施工工藝簡圖6.4承臺施工6.4.1承臺(含復合型基礎上部結構件)的中心及水平位置、布置方向應符合設計要求;深埋承臺基坑開挖前應對邊坡支護型式、降水措施、挖土方案、運土路線及堆土位置編制施工方案;當地下水位較高需降水時,可根據周圍環境情況采用內降水或外降水措施;挖土應均衡分層進行,并避免基坑內的基樁受損。6.4.2采用焊接連接承臺與基樁時,施工現場焊接質量應符合國家標準《鋼結構焊接規范》GB50661的規定;可按國家標準《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》GB/T11345相關要求進行焊縫探傷檢測。6.4.3采用螺栓裝配連接承臺與基樁時,螺栓規格尺寸應與被連接鋼板相匹配,螺栓與鋼板螺栓孔緊密貼合,螺栓緊固后外露絲扣不少于2扣,緊固質量檢驗可采用錘敲檢驗;高強螺栓宜在承臺構件安裝精度調整后進行擰緊操作。6.4.4采用現澆鋼筋混凝土承臺時,混凝土應一次澆注完成,混凝土質量和鋼筋籠制作允許偏差應符合國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204及行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ94的要求。6.4.5基礎施工后允許偏差應符合國家標準《110kV~750kV架空輸電線路施工及驗收規范》GB50233的要求。6.5施工安全和環境保護6.5.1施工過程應符合國家安全生產法和建設工程安全生產管理條例的要求。6.5.2帶翼板螺旋樁基礎設計應符合國家環境保護和水土保持的相關法律法規的要求。6.5.3帶翼板螺旋樁基礎宜結合基面實際地形采取截、排水和余土處理措施,以及自然地貌恢復方案。6.5.4帶翼板螺旋樁基礎應選用噪聲小、粉塵少、對環境影響小的施工機具,當需要時,可采取降噪、防塵及除塵措施。

7質量檢驗與工程驗收7.1一般規定7.1.1帶翼板螺旋樁基礎工程的質量檢驗,按時間順序可分為三個階段:施工前檢驗、施工過程檢驗、施工后檢驗,并做好質量檢驗記錄。7.1.2帶翼板螺旋樁基礎工程驗收應滿足GB50233的要求,承載力檢測按相關規范執行。7.2施工前檢驗7.2.1施工前,應嚴格對基礎和基樁的中心樁位及安裝方法進行復核,對預制件和鋼材、砂、石子、水泥、焊絲等原材料進行檢驗。7.2.2檢驗項目及要求如下:預制件成品應按設計圖制作,現場應對其外觀質量及混凝土強度進行檢驗;應對地腳螺栓、螺栓連接附件等連接用材料與構件進行檢驗;承臺焊接應對焊條等材料,施工裝備及旋擰監測用設備進行檢驗,包括動力頭與機械匹配情況、扭矩監測設備等;現澆承臺鋼筋籠制作應對鋼筋規格、焊條規格、品種、焊口規格、焊縫長度、焊縫外觀和質量、主筋和箍筋的制作偏差等進行檢查;承臺混凝土拌制應對原材料質量與計量、混凝土配合比、坍落度、混凝土強度等級等進行檢查。7.3施工過程檢驗7.3.1螺旋樁旋擰施工過程中應進行下列檢驗:旋擰深度、鋼管垂直度、扭矩的監測,每旋進0.5m記錄一次數據;旋擰下樁深度、鋼管垂直及停擰標準的檢查;旋擰速度、單圈下樁平均深度以及空轉、反轉等狀況的檢查;停擰時底部螺旋葉片標高、基樁頂部樁位、方位角等測量。7.3.2翼板安裝過程中應進行下列檢驗:翼板頂部與底部的朝向、翼板的安裝方位角;靜壓或夯擊下沉速率或平均夯擊深度;翼板最終安裝深度。7.3.3承臺施工過程中應進行下列檢驗:承臺鋼筋混凝土施工、焊接、預制件裝配前,對基坑中心位、各基樁中心位、深度、基底巖土類型與性質指標進行檢查;進行防腐層厚度、涂料質量的檢驗,避免損傷防腐層;對現澆承臺鋼筋籠安放的實際位置、保護層厚度、混凝土質量等進行檢查;對現場焊接裝配的承臺的焊接質量進行檢驗。7.4施工后檢驗7.4.1應對基礎中心位、外觀、尺寸等進行檢查,偏差應符合國家標準《110kV~750kV架空輸電線路施工及驗收規范》GB50233要求。7.4.2基樁應進行扭矩監測;有下列情況之一的基礎工程,應采用靜載荷試驗對基樁軸向抗拔承載力進行檢測:當出現深部空轉、反向旋擰、扭矩值無法滿足要求等異常情況時;地質條件復雜、帶翼板螺旋樁樁的施工質量可靠性降低;采用新結構型式或新工藝。7.4.3現澆承臺質量除對預留混凝土試件進行強度等級檢驗外,出現異常時還可采取鉆芯法、聲波透射法進行混凝土質量檢測;檢測方法及要求可按行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106相關規定執行。7.4.4承臺施工后,對于螺旋樁與承臺進行焊接方式連接時宜對焊縫進行探傷檢測;鋼筋混凝土承臺應按《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204,鋼制承臺按《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205進行驗收。7.5工程質量驗收7.5.1基樁驗收應包括下列資料:巖土工程勘察報告、帶翼板螺旋樁基礎施工圖、圖紙會審紀要、設計變更及材料代用通知單等;經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更單;樁位測量放線圖,包括工程樁位線復核簽證單;原材料的質量合格和質量鑒定書;螺旋樁、翼板等半成品的合格證;施工記錄及隱蔽工程驗收文件;基樁施工質量檢查報告;翼板施工質量檢查報告;基坑挖至設計標高的基樁竣工平面圖及樁頂標高圖;其他必須提供的文件和記錄。7.5.2承臺工程驗收時應包括下列資料:承臺鋼筋與混凝土或焊接與裝配的施工與檢查記錄;基樁與離承臺邊緣距離、承臺鋼筋保護層記錄;承臺防腐措施及施工質量;承臺厚度、長度和寬度、基礎中心的量測記錄及外觀情況描述等。7.5.3帶翼板螺旋樁基礎驗收與質量評價除符合相關技術標準的要求外,還應遵循以下規定:螺旋樁、翼板及預制承臺等構件材料、規格、尺寸、力學性能等滿足要求;通過扭矩監測、靜載荷試驗等檢測,承載力滿足要求;基樁持力層以及垂直度、中心位等偏差滿足要求;翼板埋深、方位角等滿足要求;焊縫質量等級滿足設計要求;基礎中心水平偏差、規格尺寸滿足設計要求,防腐蝕措施滿足要求。7.5.4承臺工程驗收除符合本節規定外,鋼筋混凝土、鋼制承臺尚應分別符合國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204、《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205的規定。

附錄A(資料性)帶翼板螺旋樁基礎分類圖A.1帶翼板螺旋樁常用外形常用單根帶翼板螺旋樁的外形示意如圖A.1。圖A.1帶翼板螺旋樁外形A.2螺旋葉片主要外形螺旋葉片外形主要有圓形、螺旋漸進形、方形,具體如圖A.2。a)圓形b)螺旋漸進形c)方形圖A.2螺旋葉片主要外形A.3樁頭常用外形常用樁頭外形包括斜坡狀、十字錐狀、圓錐狀,具體如圖A.3。a)斜坡狀b)十字錐狀c)圓錐狀圖A.3樁頭常用外形A.4翼板常用外形常用翼板構造包括燕尾狀、反燕尾狀、矩形狀,具體如圖A.4。a)燕尾狀b)反燕尾狀c)矩形狀圖A.4翼板常用構造A.5分段鋼管常用連接方式帶翼板螺旋樁分段接續主要有套接式、法蘭對接式,具體如圖A.5。a)套接式b)法蘭式圖A.5分段接續主要方式A.6翼板與鋼管間常用連接方式帶翼板螺旋樁翼板與鋼管之間連接方式主要有套接、焊接、螺栓錨固,具體如圖A.6。a)套接b)焊接c)螺栓錨固圖A.6翼板與鋼管之間主要連接方式A.7帶翼板螺旋樁基礎主要結構型式帶翼板螺旋樁基礎主要結構型式包括:基樁豎直布置的單樁型基礎、鋼制承臺群樁型基礎(含基樁與承臺螺栓連接或焊接)、基樁豎向布置的鋼筋混凝土承臺群樁型基礎、板式基礎或單樁與帶翼板螺旋樁結合的復合型基礎,具體如圖A.7。a)鋼制承臺單樁型b)焊接鋼制承臺群樁型c)螺栓連接鋼制承臺群樁型d)現澆混凝土群樁型e)板式與螺旋樁復合f)短樁與螺旋樁復合注1:a)圖中鋼制承臺單樁型螺旋樁基礎采用豎向布置,同時在基樁上部可設置承臺(鋼制或現澆混凝土或預制鋼筋混凝土構件)。注2:b)、c)、d)圖中高樁承臺群樁型帶翼板螺旋樁基礎可以不考慮承臺的承載力。注3:e)和f)圖中帶翼板螺旋樁復合型基礎承載力計算需要考慮承臺承載能力的發揮。圖A.7帶翼板螺旋樁基礎常用型式

附錄B(規范性)帶翼板螺旋樁設計參數取值B.1螺旋葉片剪切圓柱土體高度影響系數當有載荷試驗結果時,螺旋葉片剪切圓柱土體高度影響系數λ宜按試驗結果分析取值;當無試驗結果時,λ可按表B.1取值。表B.1螺旋葉片剪切圓柱土體高度影響系數土的類型及狀態λ取值黏性土狀態流塑軟塑可塑硬塑堅硬取值0.8~1.21.0~2.02.0~3.03.0~4.04.0~5.0粉土狀態稍密中密密實取值1.0~2.02.0~3.02.5~3.5砂土狀態松散稍密中密密實取值1.5~2.52.5~3.53.0~4.03.5~4.5碎石土狀態松散稍密中密密實取值2.0~3.02.5~3.53.0~4.03.5~5.0注1:淤泥、淤泥質土等軟土可按流塑狀態黏性土取值,黃土可按中密粉土取值;注2:黏性土中粉質黏土可取相應區間中的偏小值,黏土可取偏大值;注3:同一密實度的粉土、砂土、碎石土的濕度(稍濕、濕、很濕,共3種濕度描述)越大宜取范圍內偏小值,反之宜取偏大值。B.2側壓影響系數ψ當有載荷試驗結果時,側壓影響系數ψ宜按試驗結果分析取值;當無試驗結果時,ψ可按表B.2取值。表B.2側壓影響系數土的類型和狀態ψ取值建議黏性土狀態淤泥、回填土等軟土流塑軟塑可塑硬塑堅硬取值0.1~0.20.18~0.280.28~0.380.38~0.500.50~0.600.60~0.65粉土狀態黃土稍密中密密實取值0.30~0.500.20~0.400.35~0.500.50~0.70砂土細類粉細砂中砂粗砂、礫砂狀態稍密中密密實稍密中密密實稍密中密密實取值0.20~0.450.45~0.600.60~0.700.30~0.500.50~0.650.65~0.800.40~0.700.65~0.950.80~1.10碎石土細類圓礫、角礫碎石、卵石狀態稍密中密密實稍密中密密實取值0.70~1.101.00~1.301.20~1.501.0~1.301.50~1.901.70~2.10注1:砂土、碎石土的密實度狀態宜按原位試驗結果N63.5及N進行判別,同一類型及密實度狀態的土當N63.5及N值越大可在對應范圍內取偏大值;注2:同一類型及狀態的黏性土當液性指數越小可在對應范圍內取偏大值,同一類型及狀態的粉土當含水量越小可在對應范圍內取偏大值。附錄C(資料性)部分材料性能指標C.1鋼材鋼材物理性能指標、強度設計值按GB50017的規定采用,常用鋼材的設計指標可按表C.1取值。表C.1鋼材的設計用強度指標(MPa)鋼材牌號鋼材厚度或直徑(×10-3)強度設計值屈服強度fγ抗拉強度fu抗拉/抗壓/抗彎f抗剪fv孔壁承壓*fch碳素結構鋼Q235≤16215125370235370>16,≤40205120225>40,≤100200115215低合金高強度結構鋼Q355≤16305175510355470>16,≤40295170345>40,≤63290165335>63,≤80280160325>80,≤100270155315Q420≤16375215560420520>16,≤40355205410>40,≤63320185390>63,≤100305175370注:*適用于構件上螺栓端距不小于1.5倍螺栓直徑的情況。普通鋼筋和預應力鋼筋的強度標準值和設計值、彈性模量按GB50010的規定采用。地腳螺栓的強度設計值按DL/T5486的規定采用,設計指標見表C.2。表C.2地腳螺栓的強度設計值(MPa)類別抗拉強度設計值fg4.6級1605.6級2008.8級310C.2混凝土混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強度標準值和設計值、彈性模量按GB50010的規定采用。常用混凝土的設計指標可按表C.3和表C.4取值。表C.3混凝土強度標準值(MPa)強度種類符號混凝土強度等級C20C25C30C35C40C45C50軸心抗壓fck13.416.720.123.426.829.632.4軸心抗拉ftk1.541.782.012.202.392.512.64表C.4混凝土強度設計值(MPa)強度種類符號混凝土強度等級C20C25C30C35C40C45C50軸心抗壓fc9.611.914.316.719.121.123.1軸心抗拉ft1.101.271.431.571.711.801.89C.3焊縫焊縫強度設計值應按GB50017的規定采用,常用焊縫的設計指標可按表C.5取值。表C.5焊縫的強度設計值(MPa)焊接方法和焊條型號構件鋼材對接焊縫角焊縫牌號厚度或直徑(×10-3m)抗壓fcw焊縫質量為下列等級時,抗拉ftw抗剪fvw抗拉、抗壓和抗剪ffw一級、二級三級自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊Q235≤16215215185125160>16,≤40205205175120自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊Q355≤16305305260175200>16,≤40295295250170

附錄D(資料性)旋擰扭矩計算D.1基本方法螺旋樁旋擰施工時樁頂作業扭矩Tq按公式(D.1)計算。T(D.1)式中:Qtu——基樁軸向抗拔極限承載力,kNAg——扭矩系數,m-1,由試驗取值或可根據地基土體性質、基樁規格尺寸確定綜合確定,一般取10~40m-1D.2扭矩下限值TqnD.2.1螺旋樁旋擰監測與承載力評價可采用扭矩下限值,該值可取為某種規格螺旋樁和特定場地條件下扭矩標準值。D.2.2當采用試驗統計確定時可取扭矩概率分布的0.5分位值,即均值;無試驗值時可按公式(D.1)計算,扭矩系數可按經驗取值。D.3扭矩上限值TqmD.3.1施工機械選配、旋擰狀態螺旋樁構件強度驗算可采用扭矩上限值。D.3.2當無原位旋擰扭矩測試值時可按公式(D.2)計算上限值:T(D.2)式中:CV——扭矩統計變異系數,可取為0.06β——標準正態分布一定置信水平的單側區間上限,無試驗值時可按99%的置信水平取2.326。D.3.3當采用原位測試值統計確定時也可按公式(D.3)確定:T(D.2)式中:CV——特定場地扭矩統計變異系數,可參考GB50021n——試驗測試扭矩的樣本數,宜取場地內有效的扭矩監測樣本量。

用詞說明為便于在執行本規程條款時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1表示很嚴格,非這樣做不可的:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”;2表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的:正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”;3表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”;4表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。

引用標準名錄下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。《建筑地基基礎設計規范》GB50007《混凝土結構設計規范》GB50010《鋼結構設計標準》GB50017《巖土工程勘察規范》GB50021《工業建筑防腐蝕設計標準》GB50046《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205《鋼結構焊接規范》GB50661《鋼結構通用規范》GB55006《碳素結構鋼》GB/T700《低合金高強度結構鋼》GB/T1591《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1《緊固件機械性能螺母》GB/T3098.2《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》GB/T5117《熱強鋼焊條》GB/T5118《結構用無縫鋼管》GB/T8162《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》GB/T11345《直縫電焊鋼管》GB/T13793《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》GB21448《架空輸電線路基礎設計規程》DL/T5219《架空輸電線路桿塔結構設計技術規程》DL/T5486《建筑樁基技術規范》JGJ94《建筑鋼結構防腐蝕技術規程》JGJ/T251《輸電桿塔用地腳螺栓與螺母》DL/T1236

輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎技術規程條文說明

目次1總則…………603基本規定…………614材料和制作………………………655設計與計算………………………666其他說明…………70

1總則1.0.1由于近幾年帶翼板螺旋樁基礎技術的快速發展且應用需求巨大,為規范輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎建造,充分吸收最新工程實踐及研究成果,指導工程高質量實施,做到安全適用、技術先進、確保質量、保護環境、經濟合理,實現帶翼板螺旋樁基礎的推廣應用,制定本規程。1.0.2本規程適用于輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎的設計、施工及驗收。1.0.3輸電線路桿塔帶翼板螺旋樁基礎除應符合本規程規定外,尚應符合國家現行有關標準和現行中國工程建設標準化協會有關標準的規定。

3基本規定3.1適用范圍3.1.1本文件第3.1.1條中,適用范圍是在充分總結國內外螺旋樁基礎應用水文地質條件后給出的,其中當土體碎石塊尺寸較大時可導致螺旋樁無法旋進,且極易損壞螺旋樁,在這類場地不宜采用;當土體堅硬或密實時可導致螺旋樁旋擰施工困難、扭矩較大,增加工程實施不確定性,需謹慎采用;當地下環境對鋼結構具有強腐蝕性且相關工程應用經驗積累不足、腐蝕特性尚不明確時,不宜采用。3.1.2本文件第3.1.2條中,規定了帶翼板螺旋樁基礎,可適用于場地環境對鋼結構腐蝕等級為中、弱、微腐蝕的土壤環境;實際工程中通過工藝創新,也已在堅硬或密實的土層實現了應用,因此第3.1.3條對于堅硬或密實的土層明確了進行工藝驗證后可以采用的規定。3.1.3有關地基土的分類、性質等需按國家標準GB50021《巖土工程勘察規范》的要求進行分類與鑒定;優先選取當地服役或退役線路地下鋼制構件(含鋼制螺旋錨、拉線棒等,不含鋼絞線)或類似場地鋼管樁的腐蝕特征及環境試驗測試結果作為腐蝕速率、深度取值以及防腐措施有效性評價的依據;無可參照的測試結果或經驗時可依據國家標準GB50021《巖土工程勘察規范》進行評價。3.2設計原則3.2.1本文件第3.2條中,明確了帶翼板螺旋樁基礎設計計算基本原則。國內外大量的試驗研究表明螺旋錨承載特性與樁基類似,故結合架空輸電線路螺旋錨基礎的工程特點,規定了基本設計方法、主要設計計算項目、作用效應與抗力采用值以及承載力安全系數值(極限值與特征值的比值)等內容。其中,表3-1中承載力安全系數的取值是基于螺旋樁基礎大量試驗數據的統計分析,并保持現有設計安全可靠性水平(參照電力行業標準DL/T5219《架空輸電線路基礎設計技術規程》),結合輸電線路基礎工程特點來綜合確定。通過螺旋樁基礎試驗結果統計分析變異系數如下:單個螺旋樁抗拔承載力受地層、施工等不確定性的影響,其變異系數為0.20;群樁型螺旋樁基礎的抗拔與抗壓承載力的變異系數均為0.14;單個螺旋樁的抗壓承載力的變異系數為0.11。基于以上統計結果,單樁型帶翼板螺旋樁基礎抗拔承載力計算的安全系數取2.5與群樁型安全系數取2.0時基礎的可靠度水平相當;同時國外相關規范及工程手冊建議安全系數K值一般取2.0,特殊情況取3.0;此外,為保持架空輸電線路基礎設計標準體系的一致性,取消附加分項系數;綜合規定:單樁型帶翼板螺旋樁基礎抗拔承載力安全系數取2.0至3.0,群樁型取1.6至2.5,抗壓承載力取2.0,橫向承載力取1.5~2.03.3勘探要求3.3.1本文件第3.3條中,針對帶翼板螺旋樁基礎工程應用給出了勘測要求,針對碎石土層粒徑勘測容易出現失誤的問題,提出了采用鉆探與坑探、地質調查相結合的方法:為提高帶翼板螺旋樁基礎設計參數取值采用的精確性,在總結工程實踐經驗的基礎上,提出了針對性的原位勘探方法。3.3.2本文件第3.3.2條中,在工程可行性研究階段根據輸電線路電氣及結構專業對線路路徑的初步選定,在滿足帶翼板螺旋樁基礎適用的地形地貌及其施工機械進出場等條件的路徑段,提出是否適用帶翼板螺旋樁基礎的建議,以免工程中出現較大的變更修改。3.4選型與布置3.4.1本文件第3.4條中,全面總結了目前已使用的帶翼板螺旋樁基礎結構類型和布置方式,給出了單樁型和群樁型,現澆和預制鋼筋混凝土或鋼制承臺,復合型和普通型基礎等分類,進一步提高了帶翼板螺旋樁基礎的適用性。3.4.2本文件第3.4.2條中,當基樁若采用斜向布置的方式,不僅施工困難,翼板難以安裝,而且翼板的橫向承載力明顯削弱,樁基的承載力機制更復雜,結合應用經驗規定了基樁采用豎直布置的方式。群樁中基樁平面布置應該盡可能使其承受的水平合力和力矩較大方向有較高的抗彎截面模量,地表位置的各基樁鋼管頂部的形心可按正多邊形布置,不同數量基樁布置及其基礎放置方位可參考下圖1,注意圖中3根樁的群樁型基礎地表處的基樁形心分布不一定呈等邊三角形,但一般是等腰三角形。3.4.3本文件第3.4.4條中,規定基樁布置間距時還應該考慮施工的便捷性,主要從螺旋樁旋擰時是否碰撞、最小間距要求等角度來合理確定基樁頂間距。給出了埋深不大于30倍螺旋葉片直徑的要求,主要考慮埋深過大會造成扭矩無法有效傳遞至下部葉片、深層葉片易偏位等;給出了首個葉片的埋置深度不宜小于5倍葉片直徑的要求,因為國外工程應用一般要求葉片處于深埋狀態,而大量研究認為淺埋和深埋之間的分界線是葉片直徑的3倍至8倍,有部分標準及經驗提出葉片埋置深度不小于7倍葉片直徑,然而這些要求主要針對較小葉片直徑,而近幾年輸電線路桿塔工程使用的葉片直徑較大(一般不小于0.4m,最大接近1.0m),從較大葉片直徑的螺旋樁載荷試驗結果分析看5倍樁徑以上即可視為深埋螺旋樁形式,因此本文件提出首個葉片埋深要求。3.4.4本文件第3.4.4條中,由于帶翼板螺旋樁基礎承臺分為高承臺和低承臺,群樁型基礎樁間距及布置方式各不相同,故翼板的埋置深度、方位角宜根據承臺型式、基樁排布方式、橫向荷載方向等因素確定;翼板最大面積受力面應與基樁頂部最大橫向荷載方向垂直,且群樁型中各翼板不碰撞;當采用高承臺型基礎時,翼板宜埋置在近地表位置處,埋置深度可取1至2倍的單側翼板寬度;當采用復合型基礎時,翼板宜緊貼承臺底部布置。圖1群樁型基礎中基樁布置示意

4材料和制作4.0.1本文件第4章中,給出了基礎鋼材、混凝土、連接件等材料的要求。4.1螺旋樁及翼板4.1.1本文件第4.1節中,規定了帶翼板螺旋樁及承臺所用鋼材在低溫條件下的質量要求,其中帶翼板螺旋樁主要埋設于地下,我國范圍內地下環境溫度較高,未見低于零下40攝氏度,而東北部等地區氣溫存在這種環境條件。4.2承臺4.2.1承臺低于零下40攝氏度時亦采用C級鋼、40mm以上厚鋼板D級鋼的質量要求;其他行業工程鋼管樁為避免電偶腐蝕而要求同一基礎中基樁采用相同鋼種,輸電鐵塔帶翼板螺旋樁基礎往往由鐵塔、承臺等聯通各基樁,因此要求同一塔位基樁采用相同鋼種。

5設計與計算5.0.1本文第5章中,通過深入總結室內模型、數值模擬及現場原型試驗研究及理論分析成果,給出了基樁豎向、橫向承載力及鋼管橫截面等承載力計算方法及參數取值建議,并以本章所提出的方法與參數取值進行了試算,同時對比了計算與試驗結果。5.1基樁頂部作用效應計算5.1.1本文件第5.1.1條中,要求當基樁承受橫向力較小時可按給定公式計算承臺下部基樁頂部的作用力,一般情況下基樁橫向承載力較小,可按第5章公式(5-1)和公式(5-2)計算;當基樁承受的水平力較大等特殊情況下或有要求時需要考慮承臺、基樁等協調作用來計算基樁頂部作用力。5.2基樁軸向抗拔承載力計算5.2.1本文件第5.2條中,以近些各單位所開展的原位抗拔載荷試驗為例,利用第5.2節所提供抗拔承載力試驗計算方法及參數取值,進行承載力計算值與試驗值對比,對比情況見下圖2,可以看出一致性比較好,兩者平均偏差-4.8%(負號表示試驗值大于計算值),82%的計算與試驗結果的偏差在±20%以內。圖2螺旋樁承載力計算值與試驗值對比5.2.2本文件第5.2.3條中,規定了當相鄰螺旋樁的相近深度位置的葉片中心水平距離小于3倍葉片直徑Bj時該葉片計算的側壓系數取值進行0.9倍折減,這主要是考慮了當基樁距離較近時群樁效應對抗拔承載力的不利影響,理論上主要對抗剪土體摩阻力的影響,因此計算對該部分承載力進行折減。5.2.3本文件第5.2.4條中,規定了計算鋼管的抗拔承載力時對有效計算長度及側摩阻力進行折減,一方面因螺旋樁旋擰施工精度的影響,在淺部不可避免存在一定范圍(據試驗測量一般達到1.0m至2.0m)的鋼管與地基脫開,葉片上部土體因壓縮變形部分深度范圍內土體與鋼管的相對位移較小而影響摩阻力發揮,另一方面不斷旋擰鋼

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