预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工工法

1、预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工方法工作方法没有。RJGF(福建)-59-2010完成人：福建九龙建设集团有限公司浙江大东吴集团建设有限公司主要完成人：姚新良、廖、林、1以前的声明预应力混凝土管桩具有单桩承载力高、施工快捷方便、效益好、适用范围广的优点。自20世纪60年代末应用以来，发展迅速，现已占福建省桩基工程的70%以上。由于生产、运输、施工等原因，预制混凝土管桩的桩长有一定的限制，一般不超过15m，很难一次性满足建筑物承载力要求的设计桩长，打桩时需要现场接桩。预制混凝土管桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接。传统的焊接接桩方法是绕法兰槽对称点焊，待上下桩接头固定后，由两名焊工对

2、称焊接。每个接头的焊接和自然冷却大约需要30分钟，以满足下一次沉桩施工的要求。这种焊接接桩方法焊接质量不稳定，耗费大量工时，打桩机的使用效率低。该方法采用的预应力混凝土管桩机械快速接头技术是在建设部2002年推广应用的预应力混凝土管桩机械快速接头技术的基础上，由我公司技术中心组织攻关，结合工程实践，改进了机械快速接头的施工工艺，形成了“预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工方法”。采用这种机械快速接头技术，可在两段管桩快速连接后立即沉桩。它使预应力混凝土管桩施工更加方便，工作效率更高，施工质量稳定可靠。2施工方法的特点2.0.1机械快速接头适用于锤击贯入法、静压桩法和导孔静压法的管桩施工，尤其适

3、用于以下情况：各种对管桩有腐蚀作用的基础；基桩属于抗拔桩；桩排列密集，挤土效果大；当施工环境温度较低或不适合焊接作业时，如风雨天气，采用机械快速接头技术具有明显的优势。2.0.2快速便捷的机械快速接头施工：采用传统的焊接接头技术，每个接头的操作时间约为30分钟，而机械快速接头仅需2分钟。使用机械快速接头可以有效节省作业时间，减少打桩机械的投资，显著提高经济效益。2.0.3各种人为和天气影响小：机械快速接头对工人技术要求低，经简单演示即可上岗。它不受天气条件的影响，在刮风下雨时不影响施工，可在温度低于0时施工2.0.4良好的耐腐蚀性和耐久性：传统的焊接桩连接具有较宽的焊接面。沉桩过程中，由于焊接

4、的热效应和与土壤的相互摩擦，表面涂覆的防腐涂层被破坏，接头的防腐耐久性较差。机械式快速接头配件镀锌后可长期适应各种恶劣的地质环境，接头施工时可涂刷防水胶，提高接头的防腐性能。2.0.5为保证桩基施工质量：当桩底遇到基岩时，会产生很大的反力，接桩采用传统焊接。如果接头焊接质量差，容易产生偏心弯矩，导致桩断裂。接桩采用机械快速接头，沉桩时施加轴向力，可有效避免断桩问题。传统焊接工艺与桩连接的接头坚硬且固定，而机械式快速接头具有一定的弹性适用于各种沉桩方式下的快速接桩，如锤击法、静压桩法和导孔静压法。4过程原理上下桩头预先与端板固定连接，端板上均匀分布有锁孔或方形鼠窝。带螺纹连接销的一端与下桩的端板

5、锁紧，另一端为方形，两侧有啮合齿。上桩的端板内设有连接盒，连接盒内设有带压力弹簧的齿状钢针板。带啮合齿端的连接销穿过上桩端板上的方形齿槽镶块连接盒，连接销与连接盒内的带齿钢销板啮合，使两个端板紧密连接，实现管桩的快速连接(图4.1.1)。图4.1.1连接销与桩端板连接示意图5施工工艺及操作要点5.1快速管桩施工工艺5.1.1快速管桩的施工过程见图5.1施工准备连接销加工管桩加工：端板固定快速接头的施工前检查检查连接销的锁定情况符号连接销锁定在下桩的端板上上层桩被提升到位接头补焊连接中压桩图5.1.1快速管桩施工工艺流程5.1.2快速接头配件加工工艺1端板和套圈应采用Q235碳钢加工而成，其材料

6、和机械性能不低于现行国家标准碳素结构钢 GB/T700。加工精度为0.1，厚度偏差为0.3 /-0.5 。根据桩径、钢筋直径和连接销尺寸，预留相应的钢筋锚固孔和连接销锁定孔。端板和套圈表面的镀锌厚度不得小于7um(见图5.1.2-1)。图5.1.2-1端板示意图2连接销和齿形钢销板采用45钢加工而成，其材料和力学性能不应低于现行国家标准优质碳素结构钢 GB/T699。加工精度为0.1，端面倒角为345，啮合齿的宽度和深度误差小于0.3。热处理后，连接销和齿形钢销板的硬度应达到HRC35-40。连接销和齿形钢销板的热镀锌厚度不应小于10um(见图5.1.2-2)。图5.1.2-2连接销示意图3.

7、压力弹簧选用65Mn钢和82B钢，其材料和力学性能不低于现行国家标准优质碳素结构钢 GB/T699。热处理后，压力弹簧的硬度应达到HRC45-50，硬度测试用高比容硬度计进行。压力弹簧表面热浸镀锌厚度不小于10um，镀锌层厚度检验按金属锌覆和化学表示方法 GB/T13911的规定进行。弹簧先固定在连接盒内，与端板的系列方孔对齐，在端板与管桩连接前焊接(见图5.1.2-3)。图5.1.2-3接线盒和弹簧示意图5.2操作点5.2.1配合管桩成型工艺，使预应力筋锚固在端板预留锚固孔位置。在管桩强度达到标准之前，应借助固定夹具对管桩端板进行定位，以便准确定位端板，防止预应力钢筋在张拉后回弹(见图5.2

8、.1)。图5.2.1端板与桩身连接示意图5.2.2连接销与端板的连接：沉下一根桩时，外露部分留1米左右，便于接桩。将连接销锁定在下一个桩的端板上。锁紧前，清理预留锁紧孔，在连接件、预留锁紧孔和连接盒上涂上防水胶，用扳手锁紧连接销。连接桩体时，首先提起上部桩并将其对齐到位，使每个连接销与上部桩端板的预留方孔对齐。定位后，将桩加压，使上下桩的端板通过co的锁定或啮合作用紧密接触5.2劳动组织三人一组，三人使用三角形的姿势，这样两堆可以在2分钟内快速连接成一个整体。静压桩操作人员一名，指挥人员一名，辅助人员一名，技术、施工、质量和安全主管一名。7材料和设备7.1材料机械式快速接头配件根据不同用途由相

9、应的材料制成，端板和桩箍由Q235碳钢加工而成。连接销和齿形钢销板采用45钢，压力弹簧采用65Mn钢或82B钢加工而成。管桩根据工程实际需要配备相应的桩型和直径，特别是抗拔桩承载力特征值应满足抗拔要求。7.2设备表7.2主要施工机械设备清单序列号设备名称使用1液压打桩机(压力6600千牛顿)静压桩施工2水平测量放线3经纬仪测量放线4扳手(根据连接销选择)固定连接销5电焊机接头补焊6游标卡尺、卷尺和线锤辅助测量和检测7质量控制7.1质量控制标准7.1.1遵守混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002、建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001、建筑桩基技术规范 JGJ9

10、4-94-2008、建筑基桩检测技术规范 JGJ 106-2003、建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002和0027.1.2编制预应力混凝土管桩专项施工方案，详细说明快速接头技术和措施，经有关单位批准后实施。7.2质量保证措施7.2.1基本控制项目1.材料质量、热处理、镀锌层厚度等。用于管桩的机械快速接头配件必须符合现行相关国家和地方标准。2机械快速连接管桩的工程质量检验，应采用高应变动力试验来检验基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性。检验方法：在同等条件下，随机检验的数量不少于总桩数的10%，不少于10桩。3对于有竖向抗拔设计要求的桩，应进行单桩竖向抗拔试验。检验方法：不少于总桩数的1

11、%，不少于3根桩。4对于有水平承载力设计要求的桩，应进行水平荷载下的单桩静载试验。检验方法：不少于总桩数的1%，不少于3根桩。7.2.2一般控制项目1施工现场的管桩和油漆质量以及桩的配合数量和规格应符合设计和相关标准的要求。检验方法：出厂合格证、规格、尺寸、配桩数量。2.连接件应按规定涂上防水胶，与下一桩锁紧的连接销外露部分应高度一致，方形啮齿方向必须向心。3连接件加工要求符合下表中的控制标准表8.2.2质量检验基本控制项目表控制项目质量要求校准方法端板加工精度小于0.1毫米直尺、游标卡尺端板加工厚度偏差0.3-0.5毫米-端板船上预留洞相对位置偏差小于0.3毫米螺纹孔位置的相对偏差小于0.1

12、毫米直尺、游标卡尺连接销和连接块同时，加工精度小于0.1毫米直尺、游标卡尺连接销和连接块齿面碰撞深度，小于0.3毫米游标卡尺8安全措施8.0.1贯彻“安全第一，预防为主”的安全控制方针；杜绝生产过程中的安全事故，确保人员和财产的健康和安全不受损失。8.0.2严格按照各项安全法律法规、先张法预应力混凝土管桩基础技术规程 JGJ 46、预应力混凝土管桩机械快速连接接头施工及验收规程 JGJ 33安全技术规定组织施工，施工前制定有针对性的应急预案。8.0.3教育操作人员安全知识，进行安全技术交底，掌握安全操作规程，禁止违章作业。8.0.4施工现场临时用电采用TN-S接零保护系统，配电严格要求五芯电缆

13、。该系统采用“三级配电、二级保护”的方式，实行“一机一用”的制度，9.0.2每周组织一次由文明施工和环境保护管理责任人参加的联合检查，对检查中发现的问题发出“隐患通知单”。接到隐患通知单后，各施工队应根据具体情况确定时间、人员和措施，我公司项目部相关部门将监督问题解决的实施。9.0.3防止施工噪声污染施工现场，提倡文明施工，建立健全控制人为噪声的管理制度。选择低噪音的施工机械或降噪设备。9.0.4清除现场积水，保持施工现场整洁。废物运输应确保不分散或混合，并送往政府批准的单位或场所进行处理，可回收的废物应回收利用。9.0.5严格遵守社会公德、职业道德和职业纪律，妥善处理周边公共关系，做好与施工

14、现场周边相关社区单位的合作，积极开展共建文明活动，树立良好形象。10效益分析包括电焊机和临时电线，每个接头的布置需要大约20分钟，焊接后接头的自然冷却需要大约10分钟，通过焊接桩连接技术每个接头需要大约30分钟。机械快速接头技术简单快捷，每个接头大约需要2分钟。节省时间80%以上，工期效益尤为明显。与焊接连接技术相比，机械快速连接技术增加了连接销、钢销板加载压力弹簧等。并且每个接头的成本增加大约10元，因此批量生产成本可以更低。焊接桩连接会损坏热浸镀锌层，降低接头的耐腐蚀性。该机械快速接头镀锌层厚，可长期用于各种地质环境。快速接头找正好，受力合理，施工方便，质量稳定。节约人工、材料和机械的综合成本，取得显著的经济效益。该方法的成功应用为预应力混凝土管桩机械快速接头技术的推广提供了成功范例，具有较高的推广应用价值。11个应用示例该方法已成功应用于福州大学第四学科群项目、锦绣方毅、东宇花园等项目，工程质量满足规范和设计要求。11.0.1项目概况福州大学第四学科群项目，总建筑面积4.8万平方米，地上五层。工程地质条件自上而下为素填土、粉质粘土、中砂、粉土、卵石、粉质粘土、卵石、强风化花岗岩和中风化花岗岩。设计采用预应力混凝土管桩，桩端持力层为中风化岩层。场地地下水属于孔隙水和裂隙承压水，水位平均埋深为5.33-5.90米；场地环境类型为二级，地下