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-59-2021完成單位：福建省九龍建設(shè)集團(tuán)浙江大東吳集團(tuán)建設(shè)主要完成人：陳加才姚新良陳旗廖建才林坤筑1 前言預(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),自六十年代末期開始應(yīng)用以來(lái),開展迅速,目前在福建省樁基工程中占有比例已經(jīng)到達(dá)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)焊接接樁法是在法蘭坡口沿周邊上對(duì)稱點(diǎn)焊,待上

2、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,消耗工時(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)根底上,由本公司技術(shù)中央組織攻關(guān),結(jié)合工程實(shí)踐,改良機(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)械快速接頭適用于錘擊貫入法、靜力壓樁法以及引孔

3、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根底；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,顯著提升經(jīng)濟(jì)效益.2.0.3各種人為和天氣影響小：機(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0C以下也能施工.2.0.4防腐性和耐久性好：傳統(tǒng)焊接

4、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,使外表涂刷的防腐層受損,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,可有效預(yù)防斷樁問(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)量顯著提升.2.0.6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

5、、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,但綜合施工本錢反而更低.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、本錢低廉,質(zhì)量穩(wěn)定.是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、平安可靠、操作簡(jiǎn)單的施工工法,能有效提升接樁的施工質(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工藝原理帶有螺紋在上下節(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,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,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

6、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.建按銷殼圓形標(biāo)湍連接銷圖4.1.1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.加工精度為土0.1mm,厚度偏差+0.3mm/-0.5mmo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.端頭板及套箍外表鍍鋅厚度不

7、應(yīng)小于7um見圖5.1.2-1.上,樁物平面稗曾樁端斛面p擊4四巾抖M說(shuō)蕾心圖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.加工精度為土0.1mm,端頭倒角3X45,嚙合齒寬度和深度誤差小于土0.3mmo連接銷和齒形鋼銷板經(jīng)熱處理后硬度應(yīng)到達(dá)HRC35-40.連接銷和齒形鋼銷板外表熱鍍鋅厚度不小于10um見圖5.1.2-2.圖5.1.2-2連接銷示意圖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)到達(dá)H

8、RC45-50,硬度檢測(cè)采用HRC硬度計(jì)進(jìn)行.壓力彈簧外表熱鍍鋅厚度不小于10um鍍鋅層厚度的檢驗(yàn)均根據(jù)?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圖5.1.2-3.連搔盒結(jié)杓圖IoJOfliti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),并預(yù)防預(yù)應(yīng)力筋張拉反彈見圖5.2.1.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

9、時(shí),外露局部預(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,接樁施工完成圖見圖5.2.2-1.圖5.2.2-1連接銷與樁端頭板鎖接示意圖圖5.2.2-2樁身通過(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,平安可靠,質(zhì)量穩(wěn)定,但如出現(xiàn)以下情況時(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),以提升基樁承載可靠度：

10、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)增強(qiáng)舉措.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名.1人,指揮人員1人,輔助工人1人,技術(shù)、施工、質(zhì)量、平安的監(jiān)督治理人員各7材料與設(shè)備7.1 材料機(jī)械快速接頭配件根據(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

11、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)壓人力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)量限制7.1 質(zhì)量限制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 遵守?混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?GB50204-2002、?建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?GB50300-2001、?建筑樁基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ94-94-2021、?建筑基樁檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ1062003、?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB500072002、?先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁根底技術(shù)規(guī)程

12、?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)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.7.1.2 編制預(yù)應(yīng)力混凝土管樁專項(xiàng)施工方案,對(duì)快速接頭工藝和舉措應(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)量保證舉措7.2.1 根本限制工程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)

13、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.7.2.2一般限制工程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：出廠合格證實(shí),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,其外露局部高度一致,方形嚙齒方位必須向心.3連接配件加工要求符合下表限制標(biāo)準(zhǔn)表8.2.2質(zhì)量檢查的根本限制工程表限制工程質(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+0.30.5mm-端頭板板上預(yù)留孔位置相對(duì)

14、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)滿足加工精度小于土0.1mm直尺、游標(biāo)卡尺連接銷及連接塊齒面磕碰深度,小于0.3mm游標(biāo)卡尺8平安舉措8.0.1貫徹“平安第一,預(yù)防為主的平安限制方針；杜絕生產(chǎn)過(guò)程中的平安事故,保證人員健康平安和財(cái)產(chǎn)免受損失.8.0.2嚴(yán)格根據(jù)各項(xiàng)平安法規(guī)、?施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)平安技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ46、?建筑機(jī)械使用平安技術(shù)規(guī)程?JGJ33平安技術(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)行平安知識(shí)教育,做好平安技術(shù)交底,掌握平安操作規(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T

15、N-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)保舉措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)?等標(biāo)準(zhǔn)的綠色施工要求,建立健全工作制度：每星期召開一次“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現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)治理工作.建立并執(zhí)行施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)治理檢查制度.9.0.2每星期組織一次由文明施工和環(huán)境保護(hù)治理負(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、定舉措予以解決,我公司工

16、程部有關(guān)部門將監(jiān)督落實(shí)問(wèn)題的解決情況.9.0.3預(yù)防施工噪音污染施工現(xiàn)場(chǎng)提倡文明施工,建立健全限制人為噪聲的治理制度.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)輸保證不散撒、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、職業(yè)道德和職業(yè)紀(jì)律,妥善處理周圍的公共關(guān)系,與工地周邊的有關(guān)社區(qū)單位搞好合作,積極開展共建文明活動(dòng),樹立良好形象.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

17、,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.比照焊接接頭工藝,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)本錢可以更低.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.快速接頭對(duì)中性好,受力更合理,施工便捷,質(zhì)量穩(wěn)定.節(jié)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)量滿足標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求.福州大學(xué)第四學(xué)科群工程工程

18、,總建筑面積4.8萬(wàn)mJ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)地類別為出類,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,該工程選用靜力壓樁法,壓樁機(jī)最大壓入力為6600kN,樁入土平均深度為25米,抗拔樁采用400-B型PHC樁,設(shè)計(jì)單樁抗拔承載力特征值為750kN,受壓樁均采用400-B型PHC樁,單樁豎向承載力特征值為1800kN,抗拔樁采用經(jīng)設(shè)計(jì)改良的快速接頭技術(shù).錦繡一方工程建筑面積38595.11m2,該工程樁基采用PHC500-125-A型和PHC300-75-A型靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁；東嶼花園n標(biāo)段工程1113#、1520#樓及幼兒園工程工程總建筑面積111323m2,地下兩層,建筑面積11136m2,其中地上最高32層,建筑總高90m.這兩個(gè)工程均采用本工法,取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.11.0.2施工情況焊接接樁單樁約30分鐘,機(jī)械快速接頭接樁單樁約15分鐘,節(jié)約15分鐘左右.機(jī)