ICS 93.080 CCS P 66 41 河 南 省 地 方 标 准 DB41/T 2125—2021 公路钢管螺旋桩设计施工技术规范 2021 - 04 - 12 发布 2021 - 07 - 12 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 2125—2021 目 次 前言 ................................................................................. II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 规格和质量要求 ..................................................................... 2 5 设计 ............................................................................... 3 6 钢管螺旋桩的施工 ................................................................... 8 7 施工质量管理 ...................................................................... 10 附录 A（资料性） 钢管螺旋桩在公路工程中的主要应用范围 ................................ 12 附录 B（资料性） 成桩过程中问题的解决办法 ............................................ 13 附录 C（资料性） 常见桩帽形式 ........................................................ 14 I DB41/T 2125—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由河南省交通运输厅提出并归口。 本文件起草单位：河南宛龙高速公路有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、北京建 筑大学、北京思创佳德桩工机械制造有限公司。 本文件主要起草人：赵志刚、宋国瑞、王笑风、彭丽云、吴萍、杨博、陈波、吴继峰、万晨光、徐 有扬、王鑫、胡光胜、李进勇、吴少亮、赵军军、王宏伟、孙小威、江名宝、魏新良、李明、朱同宇、 崔长泽、华小宁、罗涛、武安柱、刘新锋、周根峰、刘伟、刘鑫、潘珍亮、朱帅、刘书亮、周卓负、翟 晓丹、龚建伟。 II DB41/T XXXX-XXXX 公路钢管螺旋桩设计施工技术规范 1 范围 本文件规定了钢管螺旋桩的规格和质量要求、设计、钢管螺旋桩的施工和质量管理。 本文件适用于公路工程中使用的钢管螺旋桩的设计和施工。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 700 碳素结构钢 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50661 钢结构焊接规范 JGJ 82 钢结构高强度螺栓连接技术规程 JJG 995 静态扭矩测量仪检定规程 JTG 3363 公路桥涵地基与基础设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 钢管螺旋桩 螺旋叶片焊接于钢管上，叶片和钢管共同承受荷载的一种基桩。 3.2 桩帽 位于钢管螺旋桩顶部，由套筒和顶部钢板组成，下端可连接钢管螺旋桩，上端与施加扭矩的拧桩机 械或其它设施相连接的构件。 3.3 螺旋叶片 焊接于钢管螺旋桩身，距钢管下端一定距离的螺旋状钢板。 3.4 圆柱剪切承载模式 由螺旋叶片间土体与周边土体之间的摩阻力和端部叶片的端承力共同承载的一种模式。 3.5 叶片式承载模式 由钢管螺旋桩各个叶片提供的端承力共同承载的一种模式。 3.6 倒圆台承载模式 1 DB41/T 2125—2021 在桩基上拔过程中，由滑裂体内桩身重量、土体重量以及桩土界面间摩阻力之和共同承载的一种模 式。 4 规格和质量要求 4.1 一般规定 钢管螺旋桩适用范围见附录A。 4.2 尺寸规格 4.2.1 单叶片钢管螺旋桩结构示意图和尺寸规格如图 1 所示。 单位为毫米 PD PT L T Ah P HD SP 60～324 5～9 2000～3000 10～20 254～984 102～152 24～51 51～63 标引序号说明： PD——钢管直径，单位为毫米（mm）； PT——钢管壁厚，单位为毫米（mm）； L ——桩长，单位为毫米（mm）； T ——螺旋叶片厚度，单位为毫米（mm）； Ah——螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）； P ——螺旋叶片高度，单位为毫米（mm）； HD——孔径，单位为毫米（mm）； Sp——孔距，单位为毫米（mm）。 图1 单叶片钢管螺旋桩结构示意图 4.2.2 多叶片钢管螺旋桩结构示意图和尺寸规格如图 2 所示。 2 DB41/T XXXX-XXXX 单位为毫米 PD PT L T Ah P HD SP Hs 60～324 5～9 2000～4000 10～25 254～984 102～152 24～51 51～63 762～2133 标引序号说明： Hs——钢管螺旋桩叶片间距，单位为毫米（mm）。 图2 多叶片钢管螺旋桩结构示意图 4.3 质量要求 4.3.1 钢管螺旋桩钢材应使用 Q345B 及以上高强度钢，质量应符合 GB/T 700 的相关规定、钢板应具备 检验报告、材质单和证书。 4.3.2 钢管、钢管和叶片、钢管和桩帽间的焊接均应满足 GB 50661 中的相关规定。 4.3.3 钢管长度允许偏差-0.5%～0.7%；叶片厚度允许偏差±0.4 mm；钢管壁厚的允许偏差±0.4 mm； 管端 100 mm 长度范围内，钢管外径允许偏差为标准外径的±0.5%；钢管弯曲度不得超过管长的 0.2%。 4.3.4 螺旋叶片内外径公差±2 mm，螺旋公差±3 mm；螺旋面上的每一条半径线均应垂直于螺旋钢管 的中轴线，螺旋张角误差不超过 3°。 5 设计 5.1 一般规定 5.1.1 钢管螺旋桩的设计流程图如图 3 所示，按照 JTG 3363 的要求执行。 确定桩身长度 桩型参数确定 安全性评估、安装扭矩评估、打桩设 备评估 单桩极限承载力计算 确定桩数 估算安装扭矩 桩身强度、单桩承载 力验算 图3 设计流程图 5.1.2 根据现场承载力试验与理论公式综合确定桩基承载力。 5.1.3 垂直施作的钢管螺旋桩安全系数不小于 2.0，倾斜施作钢管螺旋桩安全系数不小于 1.5。 3 DB41/T 2125—2021 5.1.4 根据施加桩顶的荷载和钢管螺旋桩的极限承载力并结合现场设备、土质条件综合确定单、多叶 片的选择。 5.2 抗压极限承载力计算 5.2.1 圆柱剪切承载模式 当Hs/D＜3时，采用图4所示的圆柱剪切承载模式。 标引序号说明： F ——外荷载，单位为千牛（kN）； Hs——钢管螺旋桩叶片间距，单位为毫米（mm） D ——螺旋叶片直径，单位为毫米（mm）； Ah——螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）； At——钢管螺旋桩投影面积，单位为平方毫米（mm2）。 图4 圆柱剪切承载模式 抗压极限承载力按照式（1）计算。 Qult = Q helix + Qbearing + Qshaft =  Ah + At  gC u gN c +（π gDgLc）+(π gPD gH eff )gα gC u ............... (1) 式中： Qult ——钢管螺旋桩抗压极限承载力，单位为千牛（kN）； Qhelix ——叶片间土体的极限承载力，单位为千牛（kN）； Qbearing——单螺旋叶片极限承载力，单位为千牛（kN）； Qshaft ——桩侧摩阻力，单位为千牛（kN）； Ah ——螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）； At ——钢管螺旋桩投影面积，单位为平方毫米（mm2）； Cu ——土体固结不排水抗剪强度，单位为千帕（kPa）； Nc ——承载能力因子； D ——螺旋叶片直径，单位为毫米（mm）； Lc ——顶部到底部螺旋之间的距离，单位为毫米（mm）； PD ——钢管直径，单位为毫米（mm）； Heff ——桩有效长度（等于上螺旋埋置深度H减去螺旋直径D），单位为毫米（mm）； α ——桩土间摩擦因子。 4 DB41/T XXXX-XXXX 5.2.2 叶片式承载模式 当Hs/D≥3时，采用图5所示叶片式承载模式。 标引序号说明： β——叶片与水平面夹角，单位为度（°）。 图5 叶片式承载模式 抗压极限承载力按照式（2）和式（3）计算。 Qc = mQ bearing + Qshalft = mAhC u N c +  PD H effC u .......................... (2) 式中： Qc ——桩基抗压荷载，单位为千牛（kN）； m ——螺旋叶片数量，单位为个； Qbearing——单螺旋叶片极限承载力，单位为千牛（kN）； Qshaft ——桩侧摩阻力，单位为千牛（kN）； Ah ——螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）； Cu ——土体固结不排水抗剪强度，单位为千帕（kPa）； Nc ——承载能力因子； PD ——钢管直径，单位为毫米（mm）； Heff ——桩有效长度（等于上螺旋埋置深度H减去螺旋直径D），单位为毫米（mm）； α ——桩土间摩擦因子。 Ah = D gcosβ ....................................... (3) 式中： Ah——螺旋叶片投影直径，单位为毫米（mm）； D ——螺旋叶片直径，单位为毫米（mm）； β——叶片与水平面夹角，单位为度（°）。 Nc和α分别按表1和表2取值。 表1