一建实务_中华文本库
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控制在20-40mm ，根据不同坍落度时的松铺系数计算出松铺高度，轨道摊铺机应配备振捣器组，当面板厚度超过150mm 坍落度小于30mm 时，必须插人振捣；轨道摊铺机应配备振动梁或振动板对混凝土表面进行振捣和修整，使用振动板振动提浆饰面时，提浆厚度宜控制在4士1mm ；面层表面整平时，应及时清除余料，用抹平板完成表面整修。3、采用人工摊铺混凝土施工时，松铺系数宜控制在1.10-1.25 ；摊铺厚度达到混凝土板厚的2/3 时，应拔出模内钢钎，并填实钎洞；混凝土面层分两次摊铺时，上层混凝土的摊铺应在下层混凝土初凝前完成，且下层厚度宜为总厚的3/5 ；混凝土摊铺应与钢筋网、传力杆及边缘角隅钢筋的安放相配合；一块混凝土板应一次连续浇筑完毕． 水泥砼路面接缝（胀缩缝）施工要点：普通混凝土路面的胀缝应设置胀缝补强钢筋支架、胀缝板和传力杆。胀缝应与路面中心线垂直；缝壁必须垂直；缝宽必须一致，缝中不得连浆。缝上部灌填缝料，下部胀缝板土地基局部超挖时，应将基底碎渣全部清除，填筑低强度混凝土或碎石。
基坑支护结构（桩）及支撑的施工要求：1、支护桩及支撑应具有足够的强度、刚度和稳定性。2、支撑材料的型号、尺寸、支撑点的布设位置、各类桩的人土深度及锚杆的长度和直径等应经设计计算确定。3、支护结构应依据相应的侧壁安全等级及重要性系数进行设计。 4、支护结构不得妨碍基坑开挖及构筑物的施工，安装和拆除方便、安全、可靠。5、支护结构出现险情，如基坑周边构筑物出现严重开裂、倾斜、沉降时，必须认真分析原因，采取加固措施。确认无法加固时，立即疏散人员。6、支护结构变形过大，明显倾斜时，应在坑底与坑壁间增设斜撑、角撑等。7、当边坡土体裂缝具有加速趋势，必须立即采取反压坡脚，减载削坡等方法，保持土体稳定。然后再进行全面加固。8、当坑壁漏水、流砂时，应进行封堵。封堵失效时应立即堰内边坡宜为l:1-1:1.5 。内坡脚与基坑的距离不得小于lm 。
土袋堰施工要求：1、围堰两侧用草袋、麻袋、玻璃纤维袋或无纺布袋装土堆码。袋中宜装不渗水的勃性土，装土量为土袋容量的1/2-2/3。袋口应缝合。堰外边坡为1:0.5-1:1 ，堰内边坡为l:0.2-l:0.5 。围堰中心部分可填筑黏土及黏性土芯墙。2、堆码土袋，应自上游开始至下游合龙。上下层和内外层的土袋均应相互错缝，尽量堆码密实、平稳。3、筑堰前，堰底河床的处理、内坡脚与基坑的距离、堰顶宽度与土围堰要求相同。
差应符合设计要求。当作承台模板用时，其误差应符合模板的施工要求。
钢板桩围堰施工要求：1、有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。2、钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求。3、施打钢板桩前，应在围堰上下游及两岸设测量观测点，控制围堰长、短边方向的施打定地基处理的分类：按地基处理的作用机理，大致分为土质改良、土的置换、土的补强等三类。土质改良是指用机械（力学）的、化学、电、热等手段增加地基土的密度，或使地基土固结。这一方法是尽可能地利用原有地基。七的置换是将承载力差的土层换填为承载力强的土质。土的补强是采用薄膜、绳网、板桩等约束住地基土，或者在土中放人抗拉强度高的补强材料形成复合地基，以加强和改善地基土的承载特性。地基处理的方法、原理、作用及适用范围：地基处理的方法，根据其作用和原理大致分为六类，1、碾压及夯实：方法：机械碾压．振动珠实，重锤夯实，强夯（动力固结）， 利用压实原理．通过机械碾压夯实，把表层地基土压实．强夯则利用强大的夯击能，在地斜、位移、严重回弹，桩顶或桩体出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停沉桩，分析原因，采取有效措施后再施工。8、锤击沉桩应考虑锤击振动和挤上等因素对土体的稳定和邻近建筑物的影响，必要时可设置测点，对岸坡、邻近建筑物进行位移和沉降观测、记录，如有异常时应停止沉桩，并研究处理措施，9、新浇筑混凝土的强度尚未达到5MPa 时，距新浇筑混凝土30m 范围内，不得进行沉桩施工。10、沉桩深度以控制桩尖设计标高为主。当桩尖已达到设计标高，而贯人度仍较大时，应继续锤击，使贯人度接近控制贯人度。当贯人度已达到控制贯人度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤击100mm 左右（或锤击30-50 击），如无异常即叮停锤。若桩尖标高比设计标高高得较多时，需注意桩的侧向稳定是否可靠，应会同设计单位和监理单位研究解决方法。
11、在砂土地基中沉桩困难时，可采用水冲锤击法沉桩。根据土质情况随时调节冲水压力，控制沉桩速度。的水位高出地下水位很多，则应做试桩，鉴定此处做钻孔灌注桩的可行性。当处于潮水影响区，护筒应高于最高施工水位1.5-2.Om ，并应采取稳定护筒内水头的措施．6、护筒埋设深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般2.0-4.0m ，特殊情况应加深以保证施工顺利进行。有冲刷影响时，应深人局部冲刷线以下不少于1.0-1.5m。三、泥浆：1、钻孔泥浆由水、猫土（或膨润土）和添加剂配制而成。根据成孔所用不同设备、工艺以及地质条件调整泥浆的配合比，以获得适用的泥浆．2、当桩的直径大于2.5m 时，泥浆的选择要根据地质情况、孔位、钻桩性能、泥浆材料条件等确定。四、钻孔：1、应按地质剖面图选用适当的钻机和泥浆。钻孔开始前应检查各项准备工作，钻机安装后的底座和顶端应平稳，避免在钻进中产生位移、沉陷。钻孔作业应分班连续进行，各作业班应填写施工纪录，做好交接班的资料交接。2、钻孔作业过程中，泥浆的性能会不断发生变化，为此应和安装传力杆。宜在混凝土未硬化时，剔除胀缝板卜的混凝土，嵌人（20-25 )mmX 20mm 的木条，整平表面。胀缝板应连续贯通整个路面板宽度。横向缩缝采用切缝机施工，切缝方式有全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝三种。纵缝施工缝有平缝、企口缝等形式．混凝土板养生期满后应及时灌缝。灌填缝料前，缝中清除砂石、凝结的泥浆、杂物等，冲洗于净。缝壁必须干燥、清洁。缝料灌注深度宜为15-20mm ，热天施工时缝料宜与板面平，冷天缝料应填为凹液面，中心宜低于板面l-2mm。填缝必须饱满均匀、厚度一致等连续贯通，填缝料不得缺失、开裂、渗水。填缝料养生期间应封闭交通。
水泥砼路面养护及开放交通：混凝土浇筑完成后应及时进行养护，可采取喷洒养护剂或保湿覆盖等方式；在雨天或养护用水充足的情况下，可采用保湿膜、土工毡、麻袋、草袋、草帘等橙盖物洒水湿养护方式，不宜使用围水养护；昼夜温差大于10℃ 以上的地区或日均温度低于5℃ 施工的混凝土板应采用保温养护措施。养护时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，不宜小于设计弯拉强度的80％，一般宜为14-21d 。应特别注重前7d 的保湿（温）养护。在混凝土达到设计弯拉强度40%以后，可允许行人通过。混凝土完全达到设计弯拉强度后，方可开放交通。 不进行支护加固明挖基坑坑壁的施工要求：1、基坑尺寸应满足施工要求，包括满足坑底排水作业和支设基础模板所需尺寸的要求。2、基坑坑壁坡度应按地质条件、基坑深度、施工方法以及坡顶荷载等情况确定。3、如上的湿度有可能使坑壁不稳而引起坍塌时，坑壁放坡的坡度应缓于该湿度下的天然坡度。砂类土的天然坡度大致等于计算的内摩擦角，勃性土在天然含水量范围内的天然坡度与内摩擦角、勃聚力、孔隙比、塑限含水量、体积质量等因素有关。4、当基坑有地下水时，地下水位以上部分可以放坡开挖，地下水位以下部分若土质易坍塌或坑底以上水位较深时，应加固后开挖。
基坑开挖施工方案主要内容有：基坑施工平面布置图及开挖断面图；基坑开挖的施工方法；采用支护时，支撑的型式、结构、支拆方法及安全措施等。
基坑放坡开挖时应注意那些：必须观测边坡安全稳定性，当边坡土体出现裂缝、沉降失稳时必须应停止开挖，并及时进行加固、削坡等处理，维护边坡安全稳定。基坑处在软土地基上、地下水位高、承压水水压高、易发生流砂、管涌等情况时，必须确保排、降水系统有效工作。如发现涌水、涌砂现象必须立即停止开挖，查明原因进行妥善处理后方能继续开挖。 基坑局部扰动或超挖时：应用原土回填压实，其压实度不得低于原地基天然密度，并做好施工记录。当地基含水量较大时，可回填卵石、碎石或级配砾石。岩
进行灌注速凝浆液固结土体，阻止水土流失，保护基坑的安全与稳定。
锚喷混凝土加固基坑的施工技术要求：(1)锚喷加固应按设计要求自上而下逐层开挖，逐层加固。2）喷射混凝土应优先选用普通硅酸盐水泥，以便能较快地凝结。当地层有硫酸盐腐蚀介质，可采用抗硫酸盐水泥。有早强要求时，可采用硫酸盐水泥或其他早强水泥。水泥强度等级不应低于32.5。(3）喷射混凝土的强度必须满足设计要求且不低于20MPa ，喷射厚度不小于70mm , 混凝土采用的碎（砾）石最大粒径不宜大于15mm 。(4）喷射混凝土需掺外加剂时，掺外加剂混凝土的性能必须满足设计要求，掺料量由试验确定。使用速凝剂前，应做好与水泥相溶性试验及水泥净浆凝结效果试验。(5）喷射混凝土配合比应通过试验选定，满足设计强度和喷射工艺要求。原材料按重量计。水泥和速凝剂称量的允许偏差均为士2% ．砂、石称量的允许偏差均为士3％。(6）喷射作业前，对坑壁有滴水、淋水的情况，应事先做好治水工作，有明显出水点处应设置导管排水。(7）喷射作业时，应分段分片依次进行，按自下而上的顺序喷射。分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。(8）喷射作业时，喷头宜与受喷面垂直，喷头与受喷面距离应与喷射机工作气压相适应。喷射施工过程中，随时观察基坑四周地面及已喷护的坑壁有无开裂、变形或空壳脱皮现象。如有发生，应立即重喷补强或凿除重喷，确保坑壁稳定。(9）喷射完成后，检查混凝土的平均厚度和强度，其值均不得小于设计要求。锚杆的平均抗拔力不小于设计值，最小抗拔力不小于设计值的90%。混凝土喷射表面应平顺，钢筋和锚杆不外露。 围堰施工的一般规定：1、围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0.5- 0. 7m 。2、围堰外形一般有圆形、圆端形（上、下游为半圆形，中间为矩形）、矩形、带三角的矩形等。围堰外形直接影响堰体的受力情况，必须考虑堰体结构的承载力和稳定性。围堰外形还应考虑水域的水深，以及因围堰施工造成河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷，对航道、导流的影响。3、堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。4、围堰要求防水严密，减少渗漏。5、堰体外坡面有受冲删危险时，应在外坡面设置防冲刷设施。
土围堰施工要求：1、筑堰材料宜用猫性土、粉质猫土或砂夹猫土。填出水面之后应进行夯实。填土应自上游开始至下游合龙。2、筑堰前，必须将堰底下河床底上的杂物、石块及树根等清除干净。3、堰顶宽度可为1-2m 。机械挖基时不宜小干3m 。堰外边坡迎水流一侧坡度宜为1:2-l :3 ，背水流一侧可在l:2 之内。
位。施打时，必须备有导向设备，以保证钢板桩的正确位置。4、施打前，应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝，以防时水。5、施打顺序一般为从上游分两头向下游合龙。6、钢板桩可用捶击、振动、射水等方法下沉，但在翁土中不宜使用射水下沉办法。7、经过整修或焊接后的钢板桩应用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。接长的钢板桩，其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开。8、施打过程中，应随时检查桩的位置是否正确、桩身是否垂直，否则应立即纠正或拔出重打。 钢筋棍凝土板桩围堰施工要求：1、板桩断面应符合设计要求。板桩桩尖角度视土质坚硬程度而定。沉人砂砾层的板桩桩头，应增设加劲钢筋或钢板。2、钢筋混凝土板桩的制作，应用刚度较大的模板，裨口接缝应顺直、密合。如用中心射水下沉，板桩预制时，应留射水通道。3、目前钢筋混凝土板桩中，空心板桩较多。空心多为圆形，用钢管作芯模。板桩的桦口一般圆形的较好。桩尖一般斜度为（1:2.5）-（1:1.5）。 套箱围堰施工要求：1、无底套箱用木板、钢板或钢丝网水泥制作，内设木、钢支撑。套箱可制成整体式或装配式。2、制作中应防止套箱接缝漏水。3、下沉套箱前，同样应清理河床。若套箱设置在岩层上时，应整平岩面。当岩面有坡度时，套箱底的倾斜度应与岩面相同，以增加稳定性并减少渗漏。
双壁钢围堰施工要求：1、双壁钢围堰应作专门设计，其承载力、刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等应满足施工要求。2、双壁钢围堰应按设计要求在工厂制作，其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。3、双壁钢围堰各节、块拼焊时．应按预先安排的顺序对称进行。拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验。4、钢围堰浮运定位时，应对浮运、就位和灌水着床时的稳定性进行验算。尽量安排在能保证浮运顺利进行的低水位或水流平稳时进行，宜在白昼无风或小风时浮运。在水深或水急处浮运时，可在围堰两侧设导向船。围堰下沉前初步锚锭于墩位上游处。在浮运、下沉过程中，围堰露出水面的高度不应小于lm 。5、就位前应对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设备进行检查调整，以使围堰落床工作顺利进行，并注意水位涨落对锚锭的影响。6、锚锭体系的锚绳规格、长度应相差不大。锚绳受力应均匀。边锚的预拉力要适当，避免导向船和钢围堰摆动过大或折断锚绳。7、准确定位后，应向堰体壁腔内迅速、对称、均衡的灌水，使围堰落床。8、落床后应随时观测水域内流速增大而造成的河床局部冲刷，必要时叮在冲刷段用卵石、碎石垫填整平，以改变河床上的粒径，减小冲刷深度，增加围堰稳定性。9、钢围堰着床后，应加强对冲刷和偏斜的情况进行检查，发现问题及时调整。10、钢围堰浇筑水下封底混凝土之前，应按照设计要求进行清基，并由潜水员逐片检查合格后方可封底．11、钢围堰着床后的允许偏
基中产生强烈的冲击波和动应力．迫使土动力尚结密实适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的黏性土，杂填土等，对饱和黏性土应慎重采用。2、换土垫层：方法 ：砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层，以砂石、素土、灰土和矿渔等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力、扩散应力．减小沉降量，适用于处理暗沟、暗塘等软弱土的浅层处理。3、排水固结：方法：天然地基预压，砂井预压，塑料排水带预压，真空预压，降水预压，在地基中增设竖向排水体．加速地基的强度增长．提高地基的稳定性。加速沉降发展，使基础沉降提前完成，适用于处理饱和软弱土层，对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。4、振密挤密 ：方法：振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩，爆破挤密，采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使上体的孔隙减少，强度提高。必要时，在振动挤密过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量，适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。5、置换及拌入：方法：振冲置换．深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等，采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中的部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺人水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地攀，从而提高地基承载力，减少沉降量。适用于黏性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于不排水剪切强度Cu & 20kPa 慎用6、加筋：方法：土工聚合物加筋，锚固．树根桩，加筋土，在地裁或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料．使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性，适用于软弱土地基、填土及陡坡坡土、砂土。
沉人桩施工技术要点及质量标准：技术要点：1、在同一个墩、台的桩基中，同一水平面内的桩的接头数不得超过基桩总数的l/4 ，但是按等强度设计的法兰盘接头可不受此限制。2、采用法兰接桩的接合处，可加垫沥青纸等材料，如法兰有不密贴处应用薄钢片塞紧。法兰螺栓应逐个拧紧，且加设弹簧垫或加焊，防止锤击时螺栓松动。3、预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩在锤击沉桩前，桩身混凝土强度应达到设计要求。4、桩锤应根据工程条件和单桩轴向承载力选定． 5、锤击初始宜用较低落距，桩锤、替打、送桩与桩宜保持同一轴线。锤击过程应采用重锤低击。6、锤击沉桩时，应采用与锤、桩相适应的、有适当弹性和厚度的锤垫和桩垫，并注意及时修理更换，以保护桩头、桩体。7、沉桩过程中遇有贯人度剧变情况，或发生桩
当桩端沉至距设计标高1.0-1.5 倍桩径或边长（桩径或边长＞600mm 时用1.0 ，≤600mm 时用1.5）时，应停止冲水，改用锤击。水冲锤击沉桩后，应及时与邻桩或固定结构夹紧，防止倾斜位移。沉桩质量标准：1、桩中轴线偏斜率允许偏差：直桩为l% ，斜桩为士。．15tano(0角为斜桩轴线的斜角)。2、单排桩桩位允许偏差：垂直于帽梁轴线为40mm ，沿帽梁轴线为50mm 。3、群桩桩位允许偏差：边桩为d/4mm ；中桩为d/2且＜250mm。（d 为桩径或短边）
钻孔灌注桩成孔机械： 长、短螺旋钻机；正、反循环回转钻机；正、反循环潜水钻机；全护筒冲抓和冲击钻机；冲抓锥；冲击实心锥；冲击管锥。
人工挖孔桩选择及支护方式：采用人工挖孔成孔方法，一般情况下，可用于各类土层，但必须在保证施工安全前提下选用。
挖孔桩截面一般为圆形，也有方形桩，孔径
Omm ，最大可达3500mm ，挖孔深度不宜超过25m 。采用混凝土或钢筋混凝土支护孔壁，但不得采用泥浆。
钻孔灌注桩施工技术要点：一、钻孔灌注桩施工的一般要求：1、施工前应具备工程地质资料和水文地质资料．具备所用各种原材料及制品的质量检验报告。2、施工时应按有关规定，制定安全生产、保护环境等措施。3、灌注桩施工应有齐全、有效的施工纪录。二、钻孔灌注桩施工技术要点：（一）施工平台：
1、除在旱地施工外，场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小而定。岛的高度应高出最高施工水位0.5-1.0m。2、场地为深水时，可采用固定式平台或浮式平台。平台须稳固牢靠，能承受施工时的静载和动载。 3、水中施工平台应防止船只碰掩，应在平台首尾设置带示灯等标志以及救生器材，以保人身安全。（二）护筒设置：1、护筒一般由钢板加工而成，其内径宜比桩径大200-40Omm。2、护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm ，倾斜不大于l％。3、早地或筑岛平台处护筒可用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。4、水域护筒设置，应严格注意平面位置，竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合上述要求。连接处要牢固、耐压、不漏水。5、护筒高度宜高出地面0.3m 或水面1.0～2.Om 。当孔内有承压水时，护筒应高于稳定后的承压水位2.Om 以上。当承压水位不稳定或稳定后
经常测试泥浆性能指标，随时修正。施工中应根据地层地质变化，随时对变化处采集渣样，与地质剖面图核对，并及时填写记录表。3、钻孔进程中，必须确保孔位准确。开钻初时应慢速钻进以利掌握好该孔的位置、方向、竖直度、孔径等，待导向部位和钻头全部进人地层后，方可加速钻进。 4、当采用正、反循环钻机钻孔时，应采取减压钻进．即钻机主吊钩始终承受部分钻具重力，以使钻杆在整个钻进过程中维持竖直状态、平稳钻进，避免钻成斜孔、弯孔和扩孔．5、用全护筒法钻进时，必须使压进的第一节护筒处于竖直状态，钻进过程中也要随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。6、排渣、提钻除土或因故停钻时，孔内应保持规定的泥浆液位和相对密度。处理孔内事故或停钻时，必须将钻头提出孔外。
五、清孔：1、钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合成孔质量标准后方可进行清孔。2、应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况来决定清孔方法。3、在吊人钢筋骨架后，灌注水下混凝土前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，则应再次清孔。4、清孔有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等方法，应根据具体情况选用。5、在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合规范规定指标。灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度应符合规范规定。6、严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。
六、灌注水下混凝土：（一）钢筋骨架在制作、运输、吊装、就位等环节的技术要求：1、钢筋骨架根据吊装条件确定是否采用分段制作。分段制作应确保骨架不变形、接头错开。骨架顶端应设吊环。2、应在骨架外侧设置垫块以有效控制保护层厚度，垫块间跟竖向为2m ，横向沿圆周不少于4 处。3、制作和吊放钢筋骨架的允许偏差应满足规范要求。4、吊放钢筋骨架时严禁碰撞孔壁，以免塌孔。（二）水下混凝土配制：1、水下混凝土可用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h ，水泥的强度等级不宜低于P0.42.5。2、粗骨料宜优先用卵石，如用碎石则宜适当增加含砂率。骨料最大的粒径不应大于导管内径的1/6-1/8 和钢筋最小径距的l/4 ，同时不应大于40mm 。3、细骨料宜采用集配良好的中砂。4、含砂率宜用0.4-0.5 ，水灰比宜用0.5-0.6 。有试验依据时可适当增减含砂率和水灰比。5、水下混凝土应具有良好的和易性，运输和灌注时不出现明显的离析、泌水，并保持足够的流动性。其坍落度宜为180-220mm 。
6、水下混凝土每lm3 的水泥用量不宜少于350kg ，
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不锈钢是指主加元素Cr高于12%,能使钢处于钝化状态、又具有不锈钢特性的钢。不锈钢根据其显微组织分为铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体+铁素体型和沉淀硬化型不锈钢。奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体,也有一些为奥氏体+少量铁素体,这种少量铁素体有助于防止热裂纹。
一、奥氏体不锈钢的焊接特点:
1、容易出现热裂纹。
(1)尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5%以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。
（2）尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。
2、晶间腐蚀:根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。
（1）采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。
（2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织,(铁素体一般控制在4-12%)。
（3）减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
（4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理
3、应力腐蚀开裂:应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
应力腐蚀开裂防止措施:
(1)合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑)。
(2)合理选择焊材:焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等;
(3)采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平;
(4)消除应力处理:焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。
(5)生产管理措施:介质中杂质的控制,如液氨介质中的O2、N2、H2O等;液化石油气中的H2S;氯化物溶液中的O2、Fe3+、Cr6+等;防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等;添加缓蚀剂。
4、焊缝金属的低温脆化:对于奥氏体不锈钢焊接接头,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时,焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。
通过选用纯奥氏体焊材和调整焊接工艺获得单一的奥氏体焊缝。
5、焊接接头的σ相脆化:焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相,导致整个接头脆化,塑性和韧性显著下降。σ相的析出温度范围650-850℃。在高温加热过程中,σ相主要由铁素体转变而成。加热时间越长,σ相析出越多。
(1)限制焊缝金属中的铁素体含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高镍焊材。
(2)采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间;
(3)对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。
二、奥氏体不锈钢的焊条选用要点:
不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。
1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。
2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。
3、奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。
4、对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。
(1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。
在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。
(2)对Cr/Ni&1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。
5、对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。
(1)对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。
(2)对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条如:A032、A052等。
(3)工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。 为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。
6、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。
7、也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。
8、焊条药皮类型的选择:
(1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。
(2)只有在结构刚性很大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏体组织的铬镍不锈钢等)时,才 考虑选用药皮代号为15的碱性药皮不锈钢焊条(如A107、A407等)。
综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,只有这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。这样才有可能能达到所预期的焊接质量。
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