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选钢护筒的材质和壁厚时,要考虑哪些因素?常用规格有哪些?

发布时间: 2025-11-06

一、钢护筒材质选择:3 大核心影响因素

1. 地质与腐蚀环境(决定材质耐候性)

  • 常规非腐蚀地层(黏土、粉质黏土、非盐渍土):

优先选 Q235B 低碳钢,优势是成本低(比 Q355B 低 15%-20%)、焊接性好(可手工电弧焊 / 埋弧焊,无需特殊焊条),适配 90% 以上普通工地,如城市建筑桩基、非沿海地区道路桥梁桩基。

  • 腐蚀性地层(沿海盐渍土、工业污染土、地下水含氯离子>500mg/L):

选 Q355B 耐候钢,其含 Cr(0.30%-1.20%)、Cu(0.20%-0.50%)等合金元素,抗腐蚀速率是 Q235B 的 1/3-1/2,避免护筒在施工周期内(通常 3-6 个月)锈蚀穿孔,如港口码头桩基、沿海填海区域桩基。

  • 高湿度 / 涉水地层(沼泽地、常年积水坑):

若施工周期短(<3 个月),可选 Q235B + 外壁涂刷环氧煤沥青防腐层(厚度≥0.5mm);若周期长(>6 个月),直接选 Q355B 耐候钢,减少后期维护。

2. 工况压力与受力(决定材质强度)

  • 浅水 / 低压力场景(水深≤5m、地下水位埋深≤3m):

Q235B 足够,其屈服强度≥235MPa,可承受土层侧压力和浅水压力,如市政道路浅层桩基(桩长<20m)。

  • 深水 / 高压力场景(水深>10m、地下水位埋深>8m):

选 Q355B 低合金高强度钢,屈服强度≥355MPa,抗水压变形能力更强,避免护筒在深水压力下出现 “鼓肚”,如跨江大桥深水桩基、水电站水下桩基。

  • 振动施工场景(采用振动锤埋设护筒):

优先 Q355B,其冲击韧性(-40℃冲击功≥34J)优于 Q235B,避免振动过程中护筒焊缝开裂,如软土地层振动埋筒施工。

3. 成本与复用需求(平衡经济性)

  • 一次性使用 / 低成本需求:Q235B ,施工后若无需回收,可直接留在地下(非结构区域)。

  • 多次复用需求(如周转性工地、租赁护筒):

选 Q355B,其耐磨性和抗变形能力强,复用 3-5 次后仍能满足垂直度要求,而 Q235B 复用 2 次后易出现局部凹陷,需修复才能使用。

二、钢护筒壁厚选择:4 个关键计算维度

1. 核心影响因素(按优先级排序)

影响因素

判断逻辑

示例计算

桩基孔径

孔径越大,护筒受力面积越大,需加厚壁厚,通常 “孔径每增加 0.5m,壁厚增加 2-3mm”

孔径 0.8m→壁厚 6mm;孔径 1.3m→壁厚 8mm;孔径 2.0m→壁厚 12mm

埋置深度

埋深越深,土层侧压力越大,壁厚需按 “埋深每增加 5m,壁厚增加 1-2mm” 调整

埋深 5m→壁厚 6mm;埋深 10m→壁厚 8mm;埋深 20m→壁厚 12mm

地层硬度

穿越硬土层(如风化岩层)时,护筒易受摩擦磨损,壁厚需增加 1-2mm

穿越 1-2m 风化岩层,原壁厚 8mm→调整为 10mm

施工方式

振动锤埋设比静压埋设对壁厚要求高(振动易导致壁厚薄处变形),需增加 1mm

静压埋设壁厚 6mm→振动埋设壁厚 7mm


2. 实用计算公式(简化版,无需复杂力学验算)

  • 基础壁厚(mm)= 桩基孔径(m)×5 + 埋深(m)×0.3

  • 修正系数:

  • 穿越硬土层 / 振动施工:×1.2(如计算壁厚 8mm→实际选 10mm);

  • 深水 / 腐蚀性环境:×1.3(如计算壁厚 8mm→实际选 10-11mm);

  • 复用需求:×1.4(如计算壁厚 8mm→实际选 11-12mm)。

实例:某项目桩基孔径 1.5m、埋深 12m、穿越 3m 风化岩层、需复用 2 次,计算过程:

① 基础壁厚 = 1.5×5 + 12×0.3=7.5+3.6=11.1mm;

② 修正系数 = 1.2(硬土层)×1.4(复用)=1.68;

③ 实际壁厚 = 11.1×1.68≈18.6mm,取整数 20mm。

3. 常规壁厚范围(避免过度设计)

桩基孔径范围

常规壁厚(mm)

适用场景

0.8-1.2m

6-10mm

住宅建筑桩基、小型市政桩基

1.2-2.0m

10-16mm

商业综合体桩基、一般桥梁桩基

>2.0m

16-24mm

大跨度桥梁桩基、重型厂房桩基


三、钢护筒常用规格(标准化选型)

1. 直径规格(核心原则:比桩基孔径大 100-200mm)

  • 目的:预留钻机钻进空间,避免钻机钻杆碰撞护筒内壁,同时方便后续钢筋笼下放(钢筋笼外径比桩径小 50-100mm,护筒比桩径大 100-200mm,确保间隙足够)。

  • 常用对应关系:

桩基设计孔径(mm)

钢护筒直径(mm)

适配钻机类型

800

900-1000

小型回旋钻机

1000-1200

1100-1400

中型旋挖钻机

1500-2000

1600-2200

大型旋挖钻机

>2000

>2200(定制)

专用大直径钻机


2. 长度规格(分地上 + 地下两部分)

  • 地上部分:30-50cm,作用是固定护筒(通过型钢支架或沙袋压实)、防止雨水 / 杂物进入孔内,同时方便全站仪定位(顶部可粘贴反光片)。

  • 地下部分(核心长度):需满足 2 个条件中更严格的一项:

① 穿过软土 / 流沙层≥1m(进入稳定土层,如黏土、粉质黏土);

② 低于地下水位 1-2m(若地下水位埋深 5m,地下部分至少 6-7m)。

  • 常用长度组合:

  • 浅层桩基(桩长<20m):护筒总长 6-8m(地上 0.5m + 地下 5.5-7.5m);

  • 中层桩基(桩长 20-30m):护筒总长 10-12m(地上 0.5m + 地下 9.5-11.5m);

  • 深层桩基(桩长>30m):护筒总长 15-20m(地上 0.5m + 地下 14.5-19.5m,需分段焊接,每段长度 6-8m,方便运输)。

四、选型避坑提醒

  1. 避免 “壁厚越厚越好”:过度加厚会增加成本(每增加 1mm 壁厚,每吨成本增加 8%-10%),且加重吊装负担(如 20m 长、20mm 厚、2m 直径的护筒,重量约 25 吨,需大型吊车)。

  2. 材质别混淆:Q355B 耐候钢与普通 Q355B 外观相似,需索要材质单确认 Cr、Cu 含量(耐候钢需 Cr≥0.30%、Cu≥0.20%),避免用普通 Q355B 冒充耐候钢,导致沿海场景锈蚀。

  3. 直径别卡太死:若桩基孔径 1000mm,护筒直径选 1200mm 比 1100mm 更稳妥,尤其当钢筋笼有加强筋时,1100mm 可能导致钢筋笼下放卡顿,增加施工时间。


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