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标准解读《注浆式螺旋桩基础设计与施工规范》

标准解读《注浆式螺旋桩基础设计与施工规范》

2021-10-20

       中国电工技术学会团体标准T/CES 089-2021《注浆式螺旋桩基础设计与施工规范》由国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司牵头编制完成。该标准对注浆式螺旋桩基础设计与施工的基本原则和方法、架空电力线路杆塔的注浆式螺旋桩基础设计与施工进行了规范性要求,填补了国行标在该领域空白。该标准可解决连云港地区海相软土地基存在的问题,具有重大的社会、经济和生态效益。

       01 标准起草单位及主要起草人

       起草单位:

       国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司,江苏海洋大学,中国电力科学研究院有限公司,中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司,连云港智源电力设计有限公司,国网江苏省电力有限公司经济技术研究院,江苏齐天电力建设集团有限公司。

       主要起草人:

       林祥军,宗钟凌,黄蕴晗,张魁,李红,丁士君,满银,杨文智,周元强,王健新,熊蕴,储方舟,朱建国,张驿,武江传,谢青海,庄潇轩,祁昊,汪楚暑,王文学,鲁先龙,郑卫锋,张真卿,陈炳三,侍成,丁静鹄,许伟。

       02 标准制定背景

       (1)目的意义

       江苏连云港市地区分布着大量的海相沉积软土。海相沉积软土具有厚度变化大、分布广泛、工程性质差、有机质含量高等特点;同时,由于海水入侵、环境的恶化、工业污染的加剧、生活垃圾的增多等因素的影响,使得部分海相沉积土逐渐形成了不同程度的腐蚀性。工程性质差且带有较强腐蚀性的海相软土,给输配电项目的工程建设带来了极大的技术挑战。比如基础沉降导致的上部设备和杆塔的严重倾斜,腐蚀性土壤引起的基础钢筋的锈蚀等。这些基础工程问题的出现有可能引发输配电项目运营安全事故,其问题处理造成的经济损失和社会影响也较大。

       (2)经济社会效益

       新型注浆式螺旋桩的施工工序更少,施工器械更小,施工占地面积也更小,注浆质量明显提升,新型注浆式螺旋桩的施工市场是注浆式微型桩的一般,功效提高一倍,有效降低人工成本。

       新型注浆式螺旋桩的应用设计会由多个领域协同合作,将会形成一套上下游打通的成熟供应链和产业链。注浆式螺旋桩的广泛推广会带动相关各个生产环节,实现经济增长,为产业链上每一个企业提供稳定的运行环境,创造更多的就业机会。

       (3)生态效益

       注浆式螺旋桩相对于传统桩基,显著降低了混凝土材料的用量,大大减少了现场土方开挖,并且施工期间基本无噪音,保护了环境也节约了资源。

       03 标准可行性研究

       (1)有关研究基础

       国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司2015年开始研究微型桩和螺旋桩基础,已完成的课题研究有《坑式静压桩-顶升纠偏加固成套技术在电力设施基础沉降中的应用研究》和《摩擦型微孔注浆树根桩阻沉技术在电力设施中的应用研究》,正在进行的课题研究有《基于沿海深厚软土地基的注浆式螺旋桩成桩工艺研究以及在电力设施中的应用》。

       (2)前期研究成果

       ① 开发了小型与轻便化的可组装成套施工机具与设备,实现了电力设施基础沉降带电处理安全作业;

       ② 研究了海相软土与桩基础的桩土作用机理,利用二阶段压力注浆工艺提高桩身与土的相互作用,实现了桩基承载性能提升,比传统桩基础承载力提高;

       ③ 研究完成了注浆式螺旋桩的成套成桩工艺及技术,已经形成了完整的成桩施工流程;

       ④ 实施完成了注浆螺旋桩的室内模型桩试验,完成了第一阶段注浆螺旋桩真型试验,正在进行数值模拟,结合室内和现场试验。

       (3)可操作性研究

       已完成4项工程应用:

       ① 江苏省连云港市花果山大道东侧不停电作业基地地基处理;

       ② 江苏省连云港市经济开发区佟圩-跃湖110kV输变电线路;

       ③ 江苏省连云港市佟圩220kV变电站中科院110kV出线间隔扩建工程;

       ④ 江苏省连云港市连云港自贸区(基地)能源互联网智慧园。

       04 标准主要内容

       1 范围

       本标准规定了注浆式螺旋桩基础设计与施工的基本原则和方法。

       本标准适用于架空电力线路杆塔的注浆式螺旋桩基础设计与施工。

       2 规范性引用文件

       3 术语与定义

       主要包括螺旋锚、注浆式螺旋桩、主轴钢管、螺旋叶片、水泥土、注浆孔的定义。

       4 符号、代号和缩略语

       5 基本规定

       主要包括一般规定、钢材、水泥土、入土深度设计原则、承载能力计算和稳定性验算、作用组合与相应的抗力基本规定等。

       6 构造要求

       包括但不限于注浆式螺旋桩、主轴钢管、螺旋叶片等。

       7 下压承载力计算

       包括但不限于桩顶作用效应计算、注浆式螺旋桩下压承载力基本要求、下压承载力计算方法和沉降变形和下卧层承载力计算等。

       8 上拔承载力计算

       包括但不限于桩基上拔承载力基本要求、上拔承载力计算方法等

       9 水平承载力及变形计算

       包括但不限于水平承载力基本要求、水平承载力和位移计算方法等。

       10 钢材材料、构件承载力计算

       包括但不限于材料、构件强度计算、焊缝要求、防腐和裂缝控制等。

       11 施工

       包括但不限于一般规定、施工流程、施工质量控制等。

       12 质量检测

       05 标准使用对象和适用范围

       (1)使用对象

       该标准使用对象为从事电力行业设计、施工、管理、运维专业人员。

       (2)适用范围

       ① 优先考虑在交通不便利的区域,特别是采用灌注桩基础需要大量的修路费用时采用注浆式螺旋桩基础,更能体现注浆式螺旋桩基础的优点;

       ② 注浆式螺旋桩基础除了在软土地基中可以采用外,在黄土地基等具备掏挖条件的土体中,也具有较大的应用前景。