通信單管塔鋼樁基礎技術規(guī)程

[13]可以得到單樁不同深度截面處的彎矩和剪力的標準值。由于在計算樁身強度時，樁頂?shù)膹澗睾图袅捎迷O計值；因此對于控制荷載均為風荷載，剪力和彎矩分項系數(shù)為1.4的情況，可以采用標準組合計算結果直接乘以分項系數(shù)得到設計值。4.2.8單管塔鋼樁基礎的主要控制指標為樁頂位移，地基土比例系數(shù)C為關鍵參數(shù)。表5為我國公路交通行業(yè)建議的計算鉆孔樁水平承載力的取值。表5不同土類對應C值序號土類C()1的流塑性粘性土，淤泥4000~80002的軟塑性粘性土、粉砂8000~150003的硬塑性粘性土、細砂、中砂15000~300004半干硬性粘性土、粗砂30000~50000 該表格在同一類土上，取值變化幅度比較大；另外，對于單管塔鋼樁基礎而言，承受的荷載以彎矩為主，水平力和豎向力相對較小。因此，規(guī)程編制組采用有限元法對C值進行了研究。采用ABAQUS有限元分析軟件，綜合考慮材料本構、模型尺寸、加載條件、邊界條件、樁土接觸等因素，建立了分層軟土中變直徑鋼管單樁的有限元模型。建立了40組有限元模型對不同加載高度、不同土體彈性模量E的初始剛度（樁頂水平位移0～10mm范圍）進行系統(tǒng)分析整理，提出適合高聳結構剛性樁基礎工程設計時使用的C值。由于一般目前地質勘測報告中均不直接提供彈性模量Ee，而是提供土體壓縮模量E1-2值。根據(jù)有限元分析，針對不同的土類，彈性模量Ee可以分別取2～4倍的E1-2值，安全余量足夠。本條對于實際工程具有更強的可操作性，同時也有足夠的安全余量。4.2.9單管塔鋼樁頂部的法蘭不同于普通單管塔的基礎，螺栓采用8.8級普通螺栓，按照A、B級螺栓要求開孔，不需要擴大開孔。螺栓強度及加勁板的計算均應滿足《高聳結構設計規(guī)范》的相關要求。4.3構造要求4.3.2對單管塔鋼樁以受彎為主，同時又有周邊土的環(huán)向約束；施工時豎向力也較小，因此參考《鋼結構單管通信塔技術規(guī)程》，對徑厚比做出限制，但是要比《鋼結構設計規(guī)范》規(guī)定值寬松。鋼樁厚度采用不考慮腐蝕裕量的有效厚度。4.3.3考慮到一般單管塔上部彎矩不大，在土質尚可的情況下，整根長度鋼樁能滿足受力要求，也能夠方便運輸，因此不建議采用先分段再到現(xiàn)場進行拼接的方式。4.3.5鋼樁內(nèi)部填充一定高度的混凝土，對于提高樁身強度、抗彎強度以及樁身的防腐能力都有一定的作用。考慮到單管塔調節(jié)垂直度的要求，在鋼樁頂部應設置調節(jié)螺栓；待鐵塔安裝完成后，再用等級不低于C25的微膨脹細石混凝土包封。4.3.6理論和實踐都表明，保護樁頂部土體不流失、保證樁頂部土體強度是影響單樁基礎安全的關鍵因素。因此有必要在地面處設置現(xiàn)澆或預制混凝土保護層。同時，混凝土保護層的設置對于提高單樁基礎的抗彎強度以及防腐能力都有一定的作用。對于有些無法在地面處設置混凝土保護層的鋼樁基礎，可以開挖到一定深度再澆筑混凝土，分析時以該混凝土層所在高度作為計算地面高度，相應調整鋼樁計算長度以及上部荷載。4.3.9管壁腐蝕裕量的選取，直接影響到鋼樁基礎的安全性與經(jīng)濟性。1上個世紀70年代，因為寶鋼工程建設采用鋼管樁，上海地區(qū)開始對鋼樁的腐蝕問題引起重視并開展了研究。當時主要參考日本經(jīng)驗，確定預留2mm作為鋼樁外表100年的腐蝕余量，不考慮內(nèi)側腐蝕。2002年，寶鋼先后挖出了在地基土中已25年的鋼樁進行檢測。實測結果表明，兩側同時腐蝕速度基本在0.02-0.03mm/年之間，單面腐蝕速度小于0.02mm/年?，F(xiàn)行上海市工程建設規(guī)范《地基基礎設計規(guī)范》DGJ08規(guī)定，在地下水位以下，鋼管樁外側腐蝕速度可取在0.02-0.03mm/年，內(nèi)側可不考慮。參照這一依據(jù)，單管塔鋼樁使用年限50年，使用時間內(nèi)的總腐蝕厚度為1.0-1.5mm。2本規(guī)程4.3.8條明確了不宜單獨采用增加預留管壁腐蝕裕量措施，即鋼樁基礎均采用其它的防腐措施；同時，4.1.3條也明確了對于含中腐蝕性及以上地下水的地質條件下不宜采用鋼樁基礎。單管塔鋼樁基礎的應用環(huán)境遠遠好于港口工程。3對單管塔鋼樁基礎而言，主要由樁身位移與側向土壓力強度這幾個指標控制，樁身本身的強度一般都有較大的富裕量。而增加鋼樁的厚度，對于減小樁身位移與側向土壓力強度，影響不大。因此，預留過大的管壁腐蝕裕量的性價比較低。綜合以上，規(guī)程編制組認為管壁腐蝕裕量采用2mm是合適的。4.3.10地基土中含氧量越大，鋼樁的腐蝕速度也越快。本條規(guī)定了樁頂處涂層的最小范圍，保證了在含氧量較大范圍的多重防腐措施。4.3.12單管塔鋼樁基礎可利用鋼樁本身作為防雷接地的豎直接地體。此時，防腐處理時，鋼樁底部不小于1.5米范圍內(nèi)，不應采用樹脂砂漿或有機復合層等絕緣材料包覆。5制作5.4.1鋼樁制作偏差不僅要在制作過程控制，運到工地后在施打前還應檢查，否則沉樁時會發(fā)生困難，甚至沉樁失敗。這是因為出廠后在運輸或堆放過程中會因措施不當而造成樁身局部變形。5.5.1由于直縫焊接質量容易保證，同時單管塔制作時也多采用直縫焊接方式，因此鋼樁推薦使用直縫焊接鋼管，埋弧自動焊。6施工6.2錘擊沉樁6.2.6樁身垂直度觀測儀器可采用長條水準尺或經(jīng)緯儀。6.4高頻液壓沉樁6.4.2沉樁頭與管樁連接需要安裝彈簧墊片，避免高頻振動過程中，螺母松落。6.4.4由于高頻液壓沉樁方式，會使樁周圍飽和砂土液化加速，使飽和軟粘土土體軟化，因此建議沉樁后靜置1-2天，以待土體強度恢復。7驗收7.1一般規(guī)定7.2.1～7.2.3現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202和行業(yè)標準《建筑基樁檢測技術規(guī)范》JGJ106以強制性條文規(guī)定必須對基樁承載力和樁身完整性進行檢驗。 對于采用鋼樁基礎的單管塔而言，都是一塔一樁，單項工程僅有一根鋼樁，在一個地區(qū)也相當分散；因此完全根據(jù)普通建筑的要求進行鋼樁承載力的檢驗很難實現(xiàn)，成本也很高。對于在同一地區(qū)大量采用鋼樁基礎，同時又沒有相近對比驗證資料時，建議選取一定比例的鋼樁，采用靜荷載試驗方