一、國標螺旋鋼管在基礎(chǔ)樁領(lǐng)域的應(yīng)用概況
國標螺旋鋼管在基礎(chǔ)樁建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,其應(yīng)用范圍廣泛,涵蓋了土木建筑、碼頭、橋梁等多個領(lǐng)域。
在土木建筑工程中,國標螺旋鋼管作為基礎(chǔ)樁材料,能夠為建筑物提供穩(wěn)定的支撐。其較高的承載能力可以承受建筑物的重量,保證建筑物的穩(wěn)定性。例如,在高層建筑的建設(shè)中,國標螺旋鋼管樁能夠深入地下,牢牢抓住地層,為高樓大廈的拔地而起奠定堅實的基礎(chǔ)。
碼頭建設(shè)也是國標螺旋鋼管的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。外海深水碼頭工程中,作為主要承載力的樁基普遍采用螺旋焊縫大直徑鋼管樁。打樁鋼管的通用標稱外徑通常在 219 - 3620mm,長度在 8.0 - 12m,可根據(jù)實際需求進行調(diào)整。這種鋼管樁能夠在惡劣的海洋環(huán)境中抵御海水的侵蝕和海浪的沖擊,為碼頭的安全運營提供保障。
橋梁建設(shè)同樣離不開國標螺旋鋼管。在橋墩打樁過程中,螺旋鋼管逐漸成為一種常見的選擇。它具有施工效率高的優(yōu)點,通過旋轉(zhuǎn)鉆進地下,可大大縮短施工周期。同時,其結(jié)構(gòu)設(shè)計使得它具有較高的承載能力和抗震性能,能夠保證橋梁的穩(wěn)定性。例如,在一些大型橋梁建設(shè)中,采用螺旋鋼管樁作為基礎(chǔ),能夠有效地分擔荷載,提高橋梁的安全性。
總之,國標螺旋鋼管在土木建筑、碼頭、橋梁等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,充分展示了其優(yōu)異的性能和可靠的質(zhì)量。
二、國標螺旋鋼管用于基礎(chǔ)樁的優(yōu)勢
(一)施工便捷高效
螺旋鋼管樁基礎(chǔ)在施工方面具有顯著的便捷高效性。首先,螺旋鋼管樁可以通過旋轉(zhuǎn)鉆進地下,相比傳統(tǒng)樁基施工方法,安裝速度更快。例如在高樁塔吊螺旋勁性鋼管樁基礎(chǔ)施工工法中,螺旋勁性鋼管通過預(yù)制孔口和導(dǎo)向裝置旋入地下,施工簡便,能夠快速完成樁基的施工。其次,螺旋鋼管樁的施工過程無需使用大量的水泥和混凝土,省去了澆筑和固結(jié)的時間,大大提高了工程效率。在橋墩打樁用螺旋鋼管的施工中,螺旋鋼管的安裝速度比傳統(tǒng)的樁基施工方法快得多,能夠有效縮短施工周期,提高工程進度。
(二)成本較低
螺旋鋼管樁基礎(chǔ)成本較低,具有較高的性價比。螺旋鋼管樁的施工費用主要包括材料費、人工費、機械費和管理費等幾個方面。其中,材料費雖然占據(jù)了施工費用的主要部分,但相比傳統(tǒng)樁基材料,螺旋鋼管樁的價格相對較為合理。而且,螺旋鋼管樁的施工過程簡單,人工和機械費用相對較低。例如,螺旋鋼管樁是一種常用的地基基礎(chǔ)工程材料,具有承載力高、施工方便、成本較低等優(yōu)點,在建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。此外,螺旋鋼管樁的使用壽命較長,后期維護成本低,從長遠來看,能夠為工程節(jié)約大量的成本。
(三)適用范圍廣
螺旋鋼管樁基礎(chǔ)適用范圍廣泛,可在不同地質(zhì)條件下使用。螺旋鋼管樁能夠適應(yīng)各種地質(zhì)條件,包括軟土、沙土、砂礫土等。在螺旋鋼管樁的施工過程中,可以根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇合適的螺旋鋼管樁規(guī)格和長度,確保其能夠承受工程所需的荷載。例如,在地質(zhì)條件復(fù)雜的工地,高樁塔吊螺旋勁性鋼管樁基礎(chǔ)施工工法能夠有效應(yīng)對,確保建筑物的穩(wěn)定性。無論是在河流、湖泊還是海洋等復(fù)雜環(huán)境下,螺旋鋼管樁都能夠發(fā)揮其優(yōu)越的性能,成為一種非常靈活、可靠的樁基施工選擇。
三、國標螺旋鋼管的質(zhì)量標準
(一)分類和規(guī)格
國標螺旋鋼管主要分為無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。無縫鋼管是由整塊金屬制成,沒有焊縫,具有較高的強度和密封性。焊接鋼管則是通過將鋼帶卷成螺旋狀后焊接而成,生產(chǎn)效率較高。規(guī)格表示方法通常采用外徑 × 壁厚,例如常見的螺旋鋼管規(guī)格有 219×6、325×8 等,單位為毫米。不同規(guī)格的螺旋鋼管適用于不同的基礎(chǔ)樁工程需求。
(二)材料要求
螺旋鋼管的材料主要有碳素鋼和低合金鋼。碳素鋼具有良好的可焊性和加工性能,價格相對較低。常見的碳素鋼材質(zhì)有 Q235B 等,其強度適中,能夠滿足一般基礎(chǔ)樁工程的要求。低合金鋼則具有更高的強度和韌性,適用于承受較大荷載的基礎(chǔ)樁工程。例如,Q345B 低合金鋼具有良好的綜合性能,在一些大型橋梁和高層建筑的基礎(chǔ)樁中得到廣泛應(yīng)用。不同材料的性能特點決定了其在不同工程中的適用性。
(三)生產(chǎn)工藝標準
螺旋鋼管的生產(chǎn)工藝包括熱軋、冷拔、熱處理、焊接等環(huán)節(jié)。熱軋是將鋼坯加熱至高溫后通過軋機軋制成型,能夠生產(chǎn)出較大口徑的螺旋鋼管。冷拔則是在常溫下通過拉拔模具將鋼管加工成更小尺寸,具有較高的尺寸精度。熱處理可以改善鋼管的力學(xué)性能,如淬火、回火等工藝能夠提高鋼管的強度和韌性。焊接是螺旋鋼管生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通常采用自動埋弧焊或雙面埋弧焊工藝,要求焊縫均勻、牢固,無氣孔、夾渣等缺陷。在焊接過程中,要嚴格控制焊接參數(shù),如電流、電壓、焊接速度等,以確保焊縫質(zhì)量。
(四)質(zhì)量要求
螺旋鋼管的質(zhì)量要求包括外觀質(zhì)量、尺寸公差、化學(xué)成分、力學(xué)性能等方面。外觀質(zhì)量要求鋼管表面無裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡等缺陷,表面應(yīng)光滑平整。尺寸公差方面,外徑、壁厚、長度等尺寸應(yīng)符合國家標準要求,偏差控制在一定范圍內(nèi)?;瘜W(xué)成分要求鋼管的主要元素含量、雜質(zhì)含量等符合相關(guān)標準,以保證鋼管的材質(zhì)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。力學(xué)性能是評價螺旋鋼管質(zhì)量的重要指標,主要包括抗拉強度、屈服強度、延伸率等。例如,國標要求 Q235B 螺旋鋼管的抗拉強度不小于 375MPa,屈服強度不小于 235MPa,延伸率不小于 26%。
(五)檢測方法
螺旋鋼管的檢測方法主要有超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等無損檢測方法。超聲波探傷是利用超聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性,檢測鋼管內(nèi)部的缺陷。磁粉探傷則是通過在鋼管表面施加磁場,使磁粉在缺陷處聚集,從而檢測出表面和近表面的缺陷。滲透探傷是將滲透劑涂在鋼管表面,使?jié)B透劑滲入缺陷中,然后去除表面多余的滲透劑,再施加顯像劑,使缺陷顯示出來。此外,還可以采用水壓試驗、氣壓試驗等方法檢測鋼管的密封性和強度。例如,在螺旋鋼管生產(chǎn)過程中,通常會對每根鋼管進行超聲波探傷和水壓試驗,以確保鋼管質(zhì)量符合標準要求。
四、國標螺旋鋼管的規(guī)格
(一)管徑范圍
國標螺旋鋼管用于基礎(chǔ)樁的管徑范圍較廣,一般口徑在 325mm - 2400mm 之間。較小口徑的螺旋鋼管,如 325mm 的鋼管,通常適用于一些小型建筑基礎(chǔ)樁或承載要求相對較低的工程。而較大口徑的螺旋鋼管,如 2400mm 的鋼管,在大型橋梁、碼頭等工程中發(fā)揮著重要作用。例如在大型外海深水碼頭工程中,常常會采用較大口徑的螺旋鋼管樁作為主要承載力的樁基。
(二)壁厚范圍
螺旋鋼管的壁厚通常在 8 - 60mm 之間。不同的壁厚對承載能力有著顯著影響。一般來說,壁厚越大,鋼管的承載能力越強。例如,壁厚為 8mm 的螺旋鋼管適用于一些承載要求不高的小型基礎(chǔ)樁工程;而壁厚為 60mm 的螺旋鋼管則可以承受更大的荷載,適用于大型建筑、橋梁等對承載能力要求極高的工程。在實際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的工程需求來選擇合適的壁厚。如果工程對承載能力要求較高,就需要選擇壁厚較大的螺旋鋼管,以確保基礎(chǔ)樁的穩(wěn)定性和安全性。但同時,壁厚的增加也會帶來成本的上升,因此需要在承載能力和成本之間進行權(quán)衡。
(三)長度范圍
國標螺旋鋼管的長度一般在 6 - 12m 之間。在不同的工程中,螺旋鋼管的長度適用情況也有所不同。對于一般的建筑工程,6m 的長度通常能夠滿足大部分需求。例如在一些多層建筑的基礎(chǔ)樁施工中,6m 長的螺旋鋼管可以較為方便地進行安裝和施工。而在一些大型橋梁工程中,可能需要更長的螺旋鋼管。此時,可以通過定制加工的方式來獲得合適長度的鋼管。例如,對于一些跨度較大的橋梁,可能需要 12m 甚至更長的螺旋鋼管來滿足橋墩打樁的需求。此外,國標長度只是一種常見的長度規(guī)格,實際上螺旋鋼管的長度可以根據(jù)客戶的具體需求進行定制,以更好地適應(yīng)不同工程的要求。
五、國標螺旋鋼管在基礎(chǔ)樁中的應(yīng)用案例
(一)打樁用螺旋鋼管案例
打樁用螺旋焊接鋼管是由熱軋帶鋼卷制而成,通常為螺旋形雙面埋弧焊或制成。主要參考標準為 SYt5040 - 2008(打樁用螺旋焊接鋼管)。其主要規(guī)格為直徑 325mm - 2400mm,壁厚 8 - 60mm,長度 6 - 12M。
在工藝方面,打樁用螺旋鋼管為螺旋焊縫,采用溫擠壓和自動雙絲埋弧焊工藝成型。具體流程如下:首先,原材料為帶卷、焊絲和焊劑,在投入使用前,必須經(jīng)過嚴格的理化試驗。接著,帶鋼頭尾對接采用單絲或雙絲埋弧焊,鋼管軋制后采用自動埋弧焊。成型前,對帶材進行整平、修整、刨削、清潔、運輸和彎曲。采用電接點壓力表控制輸送機兩側(cè)筒體的壓力,保證帶鋼的順利輸送。然后,采用外控或內(nèi)控滾壓成型。采用焊接間隙控制裝置,保證焊縫間隙滿足焊接要求,嚴格控制管徑、錯邊量和焊縫間隙。內(nèi)外焊均采用美國林肯電焊機進行單絲或雙絲埋弧焊,焊接質(zhì)量穩(wěn)定。所有焊縫均采用在線連續(xù)超聲自動探傷儀檢測,保證螺旋焊縫無損檢測 100% 覆蓋。如有缺陷,自動報警并噴印。生產(chǎn)工人可以隨時調(diào)整工藝參數(shù),及時消除缺陷。采用空氣等離子切割機將鋼管切割成單根。鋼管切割成單根后,每批鋼管都要經(jīng)過嚴格的首檢制度,對其力學(xué)性能、化學(xué)成分、熔合情況等進行檢測,鋼管投產(chǎn)前應(yīng)進行鋼管表面質(zhì)量檢驗和無損檢測,確保鋼管制造工藝合格。焊縫上有連續(xù)聲探傷標記的部位,應(yīng)采用手工超聲波和 X 射線進行復(fù)驗。如有缺陷,應(yīng)修復(fù)后重新進行無損檢測,直至確認缺陷消除。所有與螺旋焊縫相交的帶鋼對接焊縫和 T 形接頭的管子應(yīng)采用 X 射線電視或膠片進行檢查。每根鋼管進行靜水壓試驗,壓力徑向密封。試驗壓力和試驗時間由鋼管水壓微機檢測裝置嚴格控制。測試參數(shù)自動打印和記錄。對管端進行加工,可精確控制管端垂直度、傾斜角和鈍邊。
在基礎(chǔ)樁施工中,打樁用螺旋焊接鋼管適用于民用建筑結(jié)構(gòu)、碼頭、橋梁等基礎(chǔ)樁的鋼管施工。例如,在某民用建筑項目中,采用打樁用螺旋焊接鋼管作為基礎(chǔ)樁材料,其施工便捷高效,能夠快速完成樁基的施工,為項目的順利進行提供了保障。
(二)后旋入式外螺旋鋼管混凝土基礎(chǔ)樁案例
后旋入式外螺旋鋼管混凝土基礎(chǔ)樁及預(yù)應(yīng)力錨樁施工工法,涉及混凝土樁施工技術(shù)領(lǐng)域。該工法通過鉆機動力頭在樁孔砼內(nèi)后旋入帶螺旋翼片的外螺旋鋼管從而形成外螺旋鋼管混凝土樁。
具體施工步驟如下:
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整理場地,施工鉆機到位,檢查鉆機,保證鉆機能夠正常工作。
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檢查并安裝打樁孔用鉆具,保證能夠正常施工。
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鉆機施工,按施工設(shè)計樁徑和樁深打成樁孔,并清理孔底。
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攪拌砼,檢查混凝土泵。
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通過鉆入孔底的中空螺旋鉆桿以泵,或在已施工完成的樁孔內(nèi)使用導(dǎo)管,從樁孔底部灌入砼,直至將樁孔灌滿。
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通過鉆機動力頭將預(yù)制好的外壁焊有螺旋翼片的外螺旋鋼管按螺旋翼片的旋向,旋轉(zhuǎn)擰入已澆灌好砼的樁孔內(nèi),直至將外螺旋鋼管旋入至設(shè)計深度。外螺旋鋼管底部通過翼柱連接有鉆頭,當外螺旋鋼管旋入時,樁孔內(nèi)砼土從翼柱間進入外螺旋鋼管內(nèi),從而減小外螺旋鋼管旋入樁孔底部的阻力。
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從鉆機上卸下外螺旋鋼管,將其留在樁孔內(nèi),即形成外螺旋鋼管混凝土樁。
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移動鉆機到下一孔位。
此工法中,樁孔內(nèi)外螺旋鋼管可以為整根鋼管,也可以由若干根外螺旋鋼管組成。樁孔內(nèi)外螺旋鋼管上端可固定有部分埋設(shè)于樁孔砼內(nèi)的無粘結(jié)鋼絞線或鋼筋。當外螺旋鋼管旋入至設(shè)計深度,在動力頭的作用下,將引導(dǎo)桿與外螺旋鋼管脫離并拔出樁孔,無粘結(jié)鋼絞線或鋼筋與外螺旋鋼管鎖定并留在樁孔內(nèi)形成預(yù)應(yīng)力錨樁。外螺旋鋼管口徑為上下等徑或上小下大或上大下小。外螺旋鋼管混凝土樁可為垂直樁或傾斜樁。
例如,在某復(fù)雜地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)樁施工項目中,采用后旋入式外螺旋鋼管混凝土基礎(chǔ)樁及預(yù)應(yīng)力錨樁施工工法,成功解決了傳統(tǒng)施工方式在低矮空間、復(fù)雜特殊地質(zhì)情況下,無法完成有效的基礎(chǔ)樁與易坍塌地層快速完成預(yù)應(yīng)力錨樁施工的問題。
(三)DN2400 國標螺旋鋼管案例
DN2400 國標螺旋鋼管是一種重要的管材,在基礎(chǔ)樁建設(shè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
它采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制造,牌號主要為 Q235B 或 Q345B。Q235B 鋼種適用于一般結(jié)構(gòu)和要求不高的承受靜荷的零件,具有良好的塑性、韌性和焊接性能;Q345B 鋼種則適用于要求較高的結(jié)構(gòu)件和焊接性能較好的零件,抗腐蝕性能突出。
在制造過程中,DN2400 國標螺旋鋼管遵循嚴格的標準。采用先進的旋壓成型技術(shù)和高溫退火工藝,確保了鋼管的尺寸精度和機械性能。其直徑為 2400mm,壁厚根據(jù)不同長度有所變化,最小壁厚為 6mm,長度一般為 6 - 12m。尺寸和公差的確定主要遵循 GB/T 9711 - 2011《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件》的標準,保證了鋼管的互換性和通用性。
這種鋼管廣泛應(yīng)用于輸送石油、天然氣等流體介質(zhì),在基礎(chǔ)樁建設(shè)中,由于使用環(huán)境多為戶外或露天場所,需要抵抗各種環(huán)境因素的侵蝕。因此,在生產(chǎn)過程中,不僅注重材料的選擇和制造工藝,還對鋼管的各項性能進行嚴格測試,如力學(xué)性能、彎曲性能、擴口性能、壓扁性能等,確保其能夠滿足實際使用需求。同時,為了提高鋼管的耐腐蝕性能和使用壽命,外表面一般需要進行鍍鋅處理,鍍鋅層的厚度和重量均需符合相關(guān)標準要求。
例如,在某大型橋梁基礎(chǔ)樁建設(shè)項目中,采用 DN2400 國標螺旋鋼管作為樁基材料,其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,為橋梁的穩(wěn)定性和安全性提供了有力保障。