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摘要：钢管桩自70年代大量应用以来，至今已有40余年的历史。目前主要用于码头港口建设中，近些年来高层建筑及地铁、桥梁施工中也应用了钢管桩基础。其直径范围一般在400-2000mm之间。铁塔建设中钢管桩基础区别于以往的混凝土基础，是由单根钢管作为基础。本基础形式可用于30m以下单管塔，钢管桩直径根据塔身直径确定约1m，根据地质条件计算桩长，桩长大约为10m，钢管壁厚约为14mm。钢管桩基础具有工期短、施工便利、排土量少、占地小、对周围环境影响小等特点。
关键词：钢管桩；通信工程；施工技术
一、钢管桩基础设计及材料要求
1、设计标准：本基础结构安全等级为二级，设计使用年限50年，抗震设防烈度为8度。
2、设计依据：
<<建筑结构荷载规范>> GB 50009-2012
<<建筑桩基技术规范>> JGJ 94-2008
<<建筑抗震设计规范>>（GB 50011-2010）
<<工业建筑防腐蚀设计规范>> GB 50046-2008
<<架空送电线路基础设计技术规定>> DL/T 5219-2005
3、材料要求：
（1）桩身、法兰，加劲肋及垫片材料均采用Q345B。连接方式为焊接，焊缝高度除注明者外应不小于焊接构件最小厚度。焊缝长度为双面满焊。桩身焊接采用自动埋弧焊，应按《低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12470标准选用焊丝和焊剂。螺栓采用8.8级高强螺栓，两母一垫。
（2）螺栓采用防盗螺栓，安装完毕后黄油覆涂防腐，一年后素混凝土包封。
（3）整体热镀锌，锌层厚度为86μm，采用环氧树脂沥青漆对桩内外壁进行高压喷涂3-4遍，再用玻璃丝布三油二毡强化保护。
针对地下水的腐蚀性，现有钢管桩基础采用的防腐蚀方法是镀锌、高压喷涂环氧树脂沥青和玻璃丝布三油二毡，这些都属于隔离措施。由于在地下，无法看到隔离层是否被破坏，且国内没有此类的实验数据或经验。查阅资料，国际上的实验数据，采取的防腐蚀的措施也是以隔离方式为主，并且钢管壁厚在设计壁厚的基础上加厚2mm。现有设计，在微腐蚀及弱腐蚀的土质较软的地区，耐腐蚀性可以保证。
二、钢管桩的制作及施工工艺
1、制作
用于美化塔的钢管桩是开口桩，制作采用卷板焊接的方式。法兰盘与钢管桩焊接，美化塔塔身与钢管桩采用法兰螺栓连接。整体热镀锌，锌层厚度为86μm，采用环氧树脂沥青漆对桩内外壁进行高压喷涂3-4遍，再用玻璃丝布三油二毡强化保护。
2、打桩机械的选择
打桩机械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1）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。但对场地要求较高，要铺填10～30cm碎石并碾压密实。主要型号有日KH100、KH180型、IPD80、IPD90型和D308、D408型等。柴油桩锤主要有日MH72B、K25、K35、H45、K60及IDH35、IDH45型等。
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3、施工准备
施工准备包括：平整和清理场地；测量定位放线；标出桩心位置，并用石灰撒圈标出桩径大小和位置；标出打桩顺序和桩机开行路线，并在桩机开行部位上铺垫碎石。
4、打桩顺序
钢管桩的施工工艺：测放桩位→打桩机械就位→调整垂直度→振冲沉桩→至设计深度
由于钢管沉桩速度快、力度大，桩基施工时事先勘探避开地下各种已有管道，以免造成损坏。
5、运输要求
（1）钢桩的运输与堆放应符合下列规定：
1）堆放场地应平整、坚实、排水通畅；
2）桩的两端应有适当保护措施，钢管桩应设保护圈；
3）搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲；
4）钢桩应按规格、材质分别堆放，堆放层数：Φ900mm的钢桩，不宜大于3层；Φ600mm的钢桩，不宜大于4层；Φ400mm的钢桩，不宜大于5层。支点设置应合理，钢桩的两侧应采用木楔塞住。
（2）紧固连接件：
普通螺栓当设计有要求或对其质量有疑义时，应进行螺栓实物最小拉力载荷复验，试验方法见国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001，其结果应符合现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB 3098的规定。塔脚锚栓应采用双螺母锁紧，拧紧后外露丝扣不宜少于2扣。
6、打桩方法
为防止桩头在锤击时损坏，打桩前，要在桩头顶部放置特制的桩帽。其上直接经受锤击应力的部位，放置硬木制减震木垫。
打桩时，先用两台经纬仪，假设在桩架的正面和侧面，校正桩架导向杆及桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在统一纵轴线上，然后空打1～2m，再次校正垂直度后正式打桩。当沉至某一深度并经复核沉桩质量良好时，再行连续打击，至桩顶高出地面60～80cm时，停止锤击，进行接桩，再同样步骤至达到设计深度为止。若开始阶段发现桩位不正或倾斜，应调整或将钢管桩拔出重新插打。6、接桩 钢管桩每节长15m，沉桩时需边打入边焊接接长，一般可采用日YM-505N型半自动无气体保护焊机焊接，具有效率高，质量好，焊接变形小，适应全位置焊接，操作方便等优点。焊丝采用日SAN—53自动保护焊丝，直径φ3.2和φ2.4mm，由焊机的送丝机构自动送丝，靠人工手把（焊枪）焊接。焊接前应将下节桩管顶部变形损坏部分修整，上节桩管端部泥砂、水或油污清除，铁锈用角向磨光机磨光，并打焊接坡口。并将内衬箍放置在下节桩内侧的挡块上，紧贴桩管内壁并分段点焊，然后吊接上节桩，使其坡口搁在焊道上，使上下节桩对口的间隙为2～4mm，再用经纬仪校正垂直度，在下节桩顶端外周安装好铜夹箍，再行电焊。施焊应对称进行，管壁厚小于9mm的焊两层，大于9mm的焊三层。焊接时注意：焊完每层焊缝后，及时清除焊渣；每层焊缝的接头应错开；充分熔化内衬箍，保证根部焊透；遇大风，要装挡风板；气温低于0℃，焊件上下各100mm要预热；焊接完毕后应冷却1～5min，再行锤击打桩。
三、钢管桩基础的优缺点
1、钢管桩的优点：
（1）施工便利、工期短，约1小时/站。
（2）桩身与上部结构容易结合。
（3）打桩时排土量少，对周围环境影响小。
（4）占地面积小。
2、钢管桩的局限性：
（1）地质要求的局限，钢管桩适用于土质较软的地区，如平度、胶州湾等地；不适用于土质较硬及岩层埋藏较浅的地区；也不适用于地下水腐蚀性较强的地区。
（2）对地质勘探要求较高，除探明地质情况，对钢管桩所在位置的地下管线也需要探明，钢管桩施工避开原有管线，以防造成损坏。
（3）需要吊车和打桩机入场，对道路和场地要求较高。
（4）打桩时会产生较大的噪音和震动，但持续时间短。约5-10分钟。
结束语
钢管桩基础从施工技术及设计角度来说已经较为成熟，在其适用的范围和领域完全可以采用。但毫无疑问钢管桩耗钢量是想当可观的，也存在一定的局限性，应当从综合的经济效益角度考虑是否采用钢管桩基础。
参考文献
[1]建筑基坑支护技术规程（JCJ120-99）[S]．北京：中国建筑 工业出版社，1999．
[2]刘玉华，王立俊，李明胜.钢管桩土钉墙复合支护体系在某基坑工程中的应用[J]. 城市地质，2009，（04）
[3]程绣.浅谈钢管柱施工技术[C].建筑管理，2010（3）；
论文作者:李庆新
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/13
标签：钢管论文; 螺栓论文; 较高论文; 桩基础论文; 玻璃丝论文; 地质论文; 焊丝论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;