預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁機(jī)械快速接頭施工工法

1、預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁機(jī)械快速接頭施工工法工法編號(hào)：RJGF （閩）-59-2010完成單位：福建省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司浙江大東吳集團(tuán)建設(shè)有限公司主要完成人：陳加才姚新良 陳旗廖建才 林坤筑丄、八、亠1冃I言預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有單樁承載力高，施工快速便捷，效益良好，適用地區(qū)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，自六十年代末期開(kāi)始應(yīng)用以來(lái)，發(fā)展迅速，目前在福建省樁基工程中占有比例已經(jīng)達(dá)到70%以上。由于生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工等原因，預(yù)制混凝土管樁的樁長(zhǎng)有一定的限制，一般不宜超過(guò)15m ,因而難以一次滿足建筑物承載力所需要設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，需要在打樁時(shí)現(xiàn)場(chǎng)接樁。預(yù)制混凝土管樁的連接可采用焊接、法蘭連接或機(jī)械快速連接等三類方法。傳統(tǒng)焊接接

2、樁法是在法蘭坡口沿周邊上對(duì)稱點(diǎn)焊，待上下樁節(jié)固定后再由兩位焊工對(duì)稱滿焊 ，每個(gè)接頭焊接和自然冷卻大約需要30分鐘左右，才能滿足下一步沉樁施工的要求。這種焊接接樁方法，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，耗費(fèi)工時(shí)也多，樁機(jī)利用效率低。本工法所采用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁機(jī)械快速接頭技術(shù)，是在建設(shè)部2002年推廣應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力管樁機(jī)械快速接頭技術(shù)基礎(chǔ)上，由本公司技術(shù)中心組織攻關(guān)，結(jié)合工程實(shí)踐，改進(jìn)機(jī)械快速接頭的施工工藝，所形成的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁機(jī)械快速接頭施工工法”。采用這種機(jī)械快速接頭技術(shù)，在兩節(jié)管樁快速連接后，可即刻進(jìn)行沉樁施工。使得預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工更便捷，工效更高，施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。2工法特點(diǎn)2.0.1機(jī)械快速

3、接頭適用于錘擊貫入法、靜力壓樁法以及引孔靜壓法等幾種沉樁方法的管樁施工，特別適用于以下幾種情況：對(duì)管樁存在腐蝕作用的各類基礎(chǔ)；基樁屬于抗拔樁；布樁密集，擠土效應(yīng)較大；施工環(huán)境溫度偏低或在刮風(fēng)下雨等不適合焊接作業(yè)情況下，采用機(jī)械快速接頭技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。2.0.2 機(jī)械快速接頭施工快速便捷 ：采用傳統(tǒng)焊接接頭工藝，每個(gè)接頭作業(yè)時(shí)間大約需要30分鐘，而機(jī)械快速接頭僅僅需要2分鐘。采用機(jī)械快速接頭可有效節(jié)約作業(yè)時(shí)間，減少壓樁機(jī)械的投入，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。2.0.3 各種人為和天氣影響?。簷C(jī)械快速接頭對(duì)工人的技術(shù)要求不高，經(jīng)簡(jiǎn)單示范后即能上崗作業(yè)。不受天氣條件的影響，在刮風(fēng)下雨時(shí)不影響施工，氣溫在0 &#

4、176;C以下也能施工。2.0.4防腐性和耐久性好：傳統(tǒng)焊接接樁施焊面廣，由于施焊熱效應(yīng)和沉樁時(shí)與土體相互摩擦，使表面涂刷的防腐層受損 ，接頭的防腐耐久性差。機(jī)械快速接頭配件經(jīng)鍍鋅處理 ， 能長(zhǎng)期適應(yīng)各種惡劣地質(zhì)環(huán)境 ，在接頭施工時(shí)還可以涂刷防水膠 ，使接頭的防腐性能更 好。2.0.5保證樁基施工質(zhì)量：當(dāng)樁底遇到基巖時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大反力，采用傳統(tǒng)焊接接樁，如接頭焊接質(zhì)量差，易產(chǎn)生偏心彎矩易造成樁的斷裂。采用機(jī)械快速接頭接樁，沉樁時(shí)是軸心受力，可有效避免斷樁問(wèn)題。采用傳統(tǒng)焊接工藝接樁的接頭是硬性固接 ，而機(jī)械快速接頭 有一定的有彈性，沉樁時(shí)有彈性緩沖作用，斷樁或爛樁數(shù)量減少，送樁質(zhì)量顯著提高。2.0

5、.6綜合效益顯著：?jiǎn)蝹€(gè)接頭來(lái)計(jì)算，機(jī)械快速接頭的配件增加了連接銷、齒形鋼銷板、連接盒和壓力彈簧等，上下端頭板也根據(jù)需要均勻取孔 ，費(fèi)用有所增加，但綜合施工 成本反而更低。采用機(jī)械快速接頭技術(shù)，使得預(yù)制混凝土管樁的連接簡(jiǎn)便快捷、接駁牢固、承載力高、成本低廉，質(zhì)量穩(wěn)定。是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠、操作簡(jiǎn)單的施工工 法，能有效提高接樁的施工質(zhì)量和速度。3適用范圍適用于錘擊貫入法、靜力壓樁法以及引孔靜壓法等各種沉樁方法下的快速接樁。4工藝原理在上下節(jié)樁頭預(yù)先固接端頭板，端頭板上均勻分布著鎖接孔或方形嚙齒插口，帶有螺紋連接銷的一端與下節(jié)樁端頭板鎖接，另一端為方形，兩側(cè)帶有嚙合齒，上節(jié)樁的端頭板內(nèi)設(shè)連接盒，

6、連接盒內(nèi)置帶壓力彈簧的齒形鋼銷板。帶嚙合齒端的連接銷穿過(guò)上節(jié)樁端頭板上的方形嚙齒插口插入連接盒，連接銷與連接盒內(nèi)的齒形鋼銷板相互嚙合，使兩塊端頭板緊密連接，實(shí)現(xiàn)管樁的快速連接（圖4.1.1 ）。上節(jié)堆身上節(jié)端牴 下節(jié)端樁下節(jié)堆身圖連接銷與樁端頭板連接示意圖5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 快速管樁施工工藝流程5.1.1 快速管樁施工工藝流程見(jiàn)圖5.1圖5.1.1快速管樁施工工藝流程5.1.2 快速接頭配件加工工藝1端頭板及套箍應(yīng)采用 Q235碳素鋼經(jīng)機(jī)加工制作而成，其材料及機(jī)械性能不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700的規(guī)定。加工精度為±0.1 mm,厚度偏差+ 0.3 mm/

7、0.5伽。根據(jù)樁徑、鋼筋直徑和連接銷大小，預(yù)留相應(yīng)鋼筋錨固孔和連接銷鎖接孔。端頭板及套箍表面鍍鋅厚度不應(yīng)小于7um （見(jiàn)圖5.1.2-1 ）。亍02上節(jié)甜端蚪面下節(jié)加斛面1-1 2-2圖5.1.2-1端頭板示意圖2連接銷和齒形鋼銷板采用45鋼經(jīng)機(jī)加工制作，其材料及機(jī)械性能不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T699的規(guī)定。加工精度為±0.1 mm,端頭倒角3X45 °，嚙合齒 寬度和深度誤差小于 ±0.3 mm。連接銷和齒形鋼銷板經(jīng)熱處理后硬度應(yīng)達(dá)到HRC35-40。連接銷和齒形鋼銷板表面熱鍍鋅厚度不小于10um （見(jiàn)圖5.1.2-2 ）。圖5.1.2-2連接

8、銷示意圖3 壓力彈簧應(yīng)選用 65Mn鋼和82B鋼，其材料及機(jī)械性能不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T699的規(guī)定。壓力彈簧經(jīng)熱處理后，硬度應(yīng)達(dá)到HRC45-50 ,硬度檢測(cè) 采用HRC硬度計(jì)進(jìn)行。壓力彈簧表面熱鍍鋅厚度不小于 10um鍍鋅層厚度的檢驗(yàn)均按照金屬鋅覆和化學(xué)表示方法 GB/T13911的規(guī)定進(jìn)行。彈簧先行固定在連接盒內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)端頭板的系列方形孔，在端頭板與管樁樁身連接前焊接好（見(jiàn)圖5.1.2-3 ）。連接盒結(jié)構(gòu)圖1抽乳巻歸-禪F隹心朋斛.A +圖5.1.2-3連接盒與彈簧示意圖5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 配合管樁樁身成型工藝，使預(yù)應(yīng)力筋張拉后應(yīng)錨固在端頭板預(yù)留錨固孔位置，管樁

9、端頭板在管樁樁身強(qiáng)度達(dá)標(biāo)前借助固定卡具得定位，使端頭板定位準(zhǔn)，并避免預(yù)應(yīng)力筋張 拉反彈（見(jiàn)圖521 ）。圖5.2.1端頭板與樁身連接示意圖5.2.2 連接銷與端頭板的連接：下節(jié)樁沉樁時(shí)，外露部分預(yù)留大約1m左右以方便接樁作業(yè)。把連接銷鎖接在下節(jié)樁的端頭板上，鎖接前應(yīng)先清理預(yù)留鎖接孔，在連接配件和預(yù)留鎖接孔和連接盒內(nèi)涂刷防水膠，采用扳手輔助把連接銷鎖緊。接樁身時(shí)，先把上節(jié)樁吊起對(duì)準(zhǔn)就位，使各個(gè)連接銷對(duì)準(zhǔn)上節(jié)樁端頭板預(yù)留連接銷方孔，定位好后加壓送樁，使上、下節(jié)樁的端頭板通過(guò)連接銷的鎖接或嚙合作用緊密接觸，接樁施工完成圖（見(jiàn)圖5.2.2-1 ）。圖522-1連接銷與樁端頭板鎖接示意圖圖522-2樁身

10、通過(guò)快速接頭相連接示意圖5.2.3 采用機(jī)械快速接頭技術(shù)進(jìn)行接樁，工效高，安全可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，但如出現(xiàn)下列情況時(shí)，除進(jìn)行抗彎性能試驗(yàn)外，應(yīng)進(jìn)行必要的補(bǔ)焊作業(yè)，以提高基樁承載可靠度：快速接 頭配件材料或型式改變；管樁品種、型號(hào)、規(guī)格與本工法不符；接頭配件加工工藝改變；接頭配件加工廠家不同；樁基施工質(zhì)量要求高等情況，經(jīng)計(jì)算和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)抗彎或抗拔性能不能滿足樁基設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取補(bǔ)焊作業(yè)加強(qiáng)措施。5.2 勞動(dòng)力組織安排三人一組，三人采用三角形站位，2分鐘內(nèi)可實(shí)現(xiàn)兩樁快速整體連接。靜壓樁操作1人，指揮人員1人，輔助工人1人，技術(shù)、施工、質(zhì)量、安全的監(jiān)督管理人員各1名。7材料與設(shè)備7.1 材料機(jī)械快速接頭

11、配件根據(jù)不同用途選用相應(yīng)材料,端頭板和樁套箍采用Q235碳素鋼機(jī)加工而成。連接銷和齒形鋼銷板采用45鋼，壓力彈簧采用65Mn鋼或82B鋼機(jī)加工制作。管樁根據(jù)工程實(shí)際需要配備相應(yīng)樁型和樁徑，特別是抗拔樁承載力特征值應(yīng)滿足抗拔力要求。7.2 設(shè)備表7.2主要施工機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱用途1液壓式壓樁機(jī)（壓入力6600kN ）靜力壓樁施工2水準(zhǔn)儀測(cè)量放線3經(jīng)緯儀測(cè)量放線4扳手（根據(jù)連接銷選擇）固定連接銷5電焊機(jī)接頭補(bǔ)焊6游標(biāo)卡尺、卷尺和線錘輔助測(cè)量和檢測(cè)7質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 遵守混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002、建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50300-2

12、001、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94-2008、建筑基樁檢測(cè)技術(shù) 規(guī)范JGJ 106 2003、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007 2002、先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程 DFJ13-58-2004、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁機(jī)械快速連接接頭施工及驗(yàn)收規(guī)程DBJ13-58-2004 和 先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁閩2007G119等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)7.1.2 編制預(yù)應(yīng)力混凝土管樁專項(xiàng)施工方案，對(duì)快速接頭工藝和措施應(yīng)詳細(xì)交代，經(jīng)相關(guān)單位審核通過(guò)后實(shí)施。7.2 質(zhì)量保證措施7.2.1 基本控制項(xiàng)目1管樁機(jī)械快速接頭配件采用的材料 、熱處理、鍍鋅層厚度等質(zhì)量必須符合國(guó)家和地 方現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2機(jī)械

13、快速連接管樁工程質(zhì)量檢測(cè)，應(yīng)采用高應(yīng)變法檢測(cè)基樁豎向抗壓承載力合樁身 完整性。檢查方法：抽檢數(shù)量不少于同條件下總樁數(shù)的10%，且不少于10根。3對(duì)于樁基有豎向抗拔設(shè)計(jì)要求的樁 ，應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗拔試驗(yàn)。檢查方法：不少于 總樁數(shù)的1%，且不少于3根。4對(duì)于樁基有水平承載力設(shè)計(jì)要求的樁，應(yīng)進(jìn)行單樁水平荷載靜載試驗(yàn)。檢查方法：不少于總樁數(shù)的1%,且不少于3根。7.2.2 一般控制項(xiàng)目1施工現(xiàn)場(chǎng)的管樁，漆質(zhì)量和配樁數(shù)量和規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。檢查方法：出廠合格證明，規(guī)格，尺寸和配樁數(shù)量。2連接配件按規(guī)定涂刷防水膠，與下節(jié)樁鎖接好的連接銷，其外露部分高度一致，方 形嚙齒方位必須向心。3連接配件

14、加工要求符合下表控制標(biāo)準(zhǔn)表8.2.2質(zhì)量檢查的基本控制項(xiàng)目表控制項(xiàng)目質(zhì)量要求檢驗(yàn)方法端頭板加工精度小于 ±0.1mm直尺、游標(biāo)卡尺端頭板加工厚度偏差 + 0.3 0.5 mm-端頭板 板上預(yù)留孔位置相對(duì)偏差小于±0.3mm帶螺紋孔位置相對(duì)偏差小于±0.1mm直尺、游標(biāo)卡尺連接銷及連接塊同時(shí)滿足加工精度小于 ±0.1mm直尺、游標(biāo)卡尺連接銷及連接塊齒面磕碰深度,小于±0.3 mm游標(biāo)卡尺8安全措施8.0.1 貫徹安全第一，預(yù)防為主”的安全控制方針；杜絕生產(chǎn)過(guò)程中的安全事故，保證人員健康安全和財(cái)產(chǎn)免受損失。8.0.2 嚴(yán)格按照各項(xiàng)安全法規(guī)、施工現(xiàn)場(chǎng)

15、臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范安全技術(shù)規(guī)范JGJ 46、建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ 33安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定組織施工，施工前應(yīng)編制有針對(duì) 性的應(yīng)急預(yù)案。8.0.3對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全知識(shí)教育，做好安全技術(shù)交底，掌握安全操作規(guī)程，嚴(yán)禁違章作業(yè)。8.0.4施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，嚴(yán)格要求使用五芯電纜配電，系統(tǒng)采用 三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)”，實(shí)行一機(jī)、一閘、一漏、一箱”制度，配電箱進(jìn)出線設(shè)在配電箱下 端。9環(huán)保措施9.0.1嚴(yán)格執(zhí)行建筑施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范的綠色施工要求，建立健全工作制度：每星期召開(kāi)一次施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)”工作例會(huì)，總結(jié)前一階段的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)管 理情況，布置下一階段的施工

16、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)管理工作。建立并執(zhí)行施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)管理檢查制度。9.0.2每星期組織一次由文明施工和環(huán)境保護(hù)管理負(fù)責(zé)人參加的聯(lián)合檢查，對(duì)檢查中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，開(kāi)出 隱患問(wèn)題通知單”，各施工班組在收到隱患問(wèn)題通知單”后，應(yīng)根據(jù)具體情況，定時(shí)間、定人、定措施予以解決，我公司項(xiàng)目部有關(guān)部門(mén)將監(jiān)督落實(shí)問(wèn)題的解決情 況。9.0.3防止施工噪音污染施工現(xiàn)場(chǎng)提倡文明施工，建立健全控制人為噪聲的管理制度。選用低噪聲或備有消聲降噪設(shè)備的施工機(jī)械。9.0.4排除場(chǎng)地積水，保持施工場(chǎng)地衛(wèi)生整潔。廢棄物的運(yùn)輸確保不散撒、不混放，送到政府批準(zhǔn)的單位或場(chǎng)所進(jìn)行處理，對(duì)可回收的廢棄物做到再回收利用。9.0.5嚴(yán)格遵守社會(huì)公德、

17、職業(yè)道德和職業(yè)紀(jì)律，妥善處理周?chē)墓碴P(guān)系，與工地周邊的有關(guān)社區(qū)單位搞好合作，積極開(kāi)展共建文明活動(dòng)，樹(shù)立良好形象。10 效益分析包括焊機(jī)和臨時(shí)用電線路布設(shè)每個(gè)接頭費(fèi)時(shí)約20分鐘，焊接后接頭的自然冷卻約10分鐘，采用焊接接樁工藝每個(gè)接頭大約30分鐘。機(jī)械快速接頭工藝簡(jiǎn)單快捷，每個(gè)接頭大約需要2分鐘。時(shí)間節(jié)約80%以上，工期效益特別明顯。對(duì)比焊接接頭工藝，機(jī)械快速接 頭工藝增加了連接銷、鋼銷板荷壓力彈簧等，每個(gè)接頭費(fèi)用增加10元左右，批量生產(chǎn)成本 可以更低。焊接接樁損壞熱鍍鋅層，接頭防腐性能降低。機(jī)械快速接頭鍍鋅層較厚，能在各種地質(zhì)環(huán)境長(zhǎng)期使用?？焖俳宇^對(duì)中性好，受力更合理，施工便捷，質(zhì)量穩(wěn)定。節(jié)

18、約人工、材料和機(jī)械等綜合費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本工法的成功應(yīng)用，為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁機(jī)械快速接頭技術(shù)的推廣提供較成功實(shí)例，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。11 應(yīng)用實(shí)例本工法成功地應(yīng)用于福州大學(xué)第四學(xué)科群工程、錦繡一方、東嶼花園等工程，工程質(zhì)量滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。11.0.1工程概況福州大學(xué)第四學(xué)科群工程項(xiàng)目 ，總建筑面積4.8萬(wàn)怦，該工程地上5層。工程地質(zhì)條件 自上而下為素填土 、粉質(zhì)粘土、中砂、淤泥、卵石、粉質(zhì)粘土、卵石、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和中 風(fēng)化花崗巖。設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 ，樁端持力層為中風(fēng)化巖層。場(chǎng)地地下水屬孔隙 水和裂隙承壓水類型，水位平均埋深為 5.33-5.90m ;場(chǎng)地環(huán)境類型為H類，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生弱腐蝕，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不產(chǎn)生腐蝕。地震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)地類別為川類，場(chǎng)地為抗震不利地段。該工程上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，最大單樁軸向荷載設(shè)計(jì)值為 8000kN，該工