预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工工法

预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工工法

工法编号：（闽）-59-2010

完成单位：福建省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：陈加才姚新良陈旗廖建才林坤筑

1 前言

预应力混凝土管桩具有单桩承载力高，施工快速便捷，效益良好，适用地区范围广等优点，自六十年代末期开始应用以来，发展迅速，目前在福建省桩基工程中占有比例已经达到70%以上。由于生产、运输和施工等原因，预制混凝土管桩的桩长有一定的限制，一般不宜超过15m，因而难以一次满足建筑物承载力所需要设计桩长，需要在打桩时现场接桩。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等三类方法。传统焊接接桩法是在法兰坡口沿周边上对称点焊，待上下桩节固定后再由两位焊工对称满焊，每个接头焊接和自然冷却大约需要30分钟左右，才能满足下一步沉桩施工的要求。这种焊接接桩方法，焊接质量不稳定，耗费工时也多，桩机利用效率低。

本工法所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管桩机械快速接头技术基础上，由本公司技术中心组织攻关，结合工程实践，改进机械快速接头的施工工艺，所形成的“预应力混凝土预制管桩机械快速接头施工工法”。采用这种机械快速接头技术，在两节管桩快速连接后，可即刻进行沉桩施工。使得预应力混凝土管桩施工更便捷，工效更高，施工质量稳定可靠。

2 工法特点

2.0.1机械快速接头适用于锤击贯入法、静力压桩法以及引孔静压法等几种沉桩方法的管桩施工，特别适用于以下几种情况：对管桩存在腐蚀作用的各类基础；基桩属于抗拔桩；布桩密集，挤土效应较大；施工环境温度偏低或在刮风下雨等不适合焊接作业情况下，采用机械快速接头技术优势明显。

2.0.2 机械快速接头施工快速便捷：采用传统焊接接头工艺，每个接头作业时间大约需要30分钟，而机械快速接头仅仅需要2分钟。采用机械快速接头可有效节约作业时间，减少压桩机械的投入，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的技术要求不高，经简单示范后即能上岗作业。不受天气条件的影响，在刮风下雨时不影响施工，气温在0°C以下也能施工。

2.0.4防腐性和耐久性好：传统焊接接桩施焊面广，由于施焊热效应和沉桩时与土体相互摩擦，使表面涂刷的防腐层受损，接头的防腐耐久性差。机械快速接头配件经镀锌处理，能长期适应各种恶劣地质环境，在接头施工时还可以涂刷防水胶，使接头的防腐性能更好。

2.0.5 保证桩基施工质量：当桩底遇到基岩时会产生较大反力，采用传统焊接接桩，如接头焊接质量差，易产生偏心弯矩易造成桩的断裂。采用机械快速接头接桩，沉桩时是轴心受力，可有效避免断桩问题。采用传统焊接工艺接桩的接头是硬性固接，而机械快速接头有一定的有弹性，沉桩时有弹性缓冲作用，断桩或烂桩数量减少，送桩质量显著提高。

2.0.6综合效益显著：单个接头来计算，机械快速接头的配件增加了连接销、齿形钢销板、连接盒和压力弹簧等，上下端头板也根据需要均匀取孔，费用有所增加，但综合施工成本反而更低。采用机械快速接头技术，使得预制混凝土管桩的连接简便快捷、接驳牢固、承载力高、成本低廉，质量稳定。是一项经济实用、安全可靠、操作简单的施工工法，能有效提高接桩的施工质量和速度。

3适用范围

适用于锤击贯入法、静力压桩法以及引孔静压法等各种沉桩方法下的快速接桩。

4工艺原理

在上下节桩头预先固接端头板，端头板上均匀分布着锁接孔或方形啮齿插口，带有螺纹连接销的一端与下节桩端头板锁接，另一端为方形，两侧带有啮合齿，上节桩的端头板内设连接盒，连接盒内置带压力弹簧的齿形钢销板。带啮合齿端的连接销穿过上节桩端头板上的方形啮齿插口插入连接盒，连接销与连接盒内的齿形钢销板相互啮合，使两块端头板紧密连接，实现管桩的快速连接（图4.1.1）。

图4.1.1 连接销与桩端头板连接示意图

5施工工艺流程及操作要点

5.1 快速管桩施工工艺流程

5.1.1快速管桩施工工艺流程见图5.1

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端头板及套箍应采用Q235碳素钢经机加工制作而成，其材料及机械性能不应低于现行国家标准《碳素结构钢》700的规定。加工精度为±0.1㎜，厚度偏差＋0.3㎜/－0.5㎜。根据桩径、钢筋直径和连接销大小，预留相应钢筋锚固孔和连接销锁接孔。端头板及套箍表面镀锌厚度不应小于7（见图5.1.2-1）。

图5.1.2-1端头板示意图

管桩加工：端头板固接

连接销锁在下节桩端头板上

连接销加工

上节桩吊起就位

对中压桩连接接头补焊

连接销锁接检查

快速接头施工前检查

施工准备

2连接销和齿形钢销板采用45钢经机加工制作，其材料及机械性能不应低于现行国家标准《优质碳素结构钢》699的规定。加工精度为±0.1㎜，端头倒角3×45°，啮合齿宽度和深度误差小于±0.3㎜。连接销和齿形钢销板经热处理后硬度应达到35-40。连接销和齿形钢销板表面热镀锌厚度不小于10（见图5.1.2-2）。

图5.1.2-2连接销示意图

3 压力弹簧应选用65钢和82B钢，其材料及机械性能不应低于现行国家标准《优质碳素结构钢》699的规定。压力弹簧经热处理后，硬度应达到45-50，硬度检测采用硬度计进行。压力弹簧表面热镀锌厚度不小于10镀锌层厚度的检验均按照《金属锌覆和化学表示方法》13911的规定进行。弹簧先行固定在连接盒内，对准端头板的系列方形孔，在端头板与管桩桩身连接前焊接好（见图5.1.2-3）。

图5.1.2-3连接盒与弹簧示意图

5.2操作要点

5.2.1配合管桩桩身成型工艺，使预应力筋张拉后应锚固在端头板预留锚固孔位置，管桩端头板在管桩桩身强度达标前借助固定卡具得定位，使端头板定位准，并避免预应力筋张拉反弹（见图5.2.1）。

图5.2.1端头板与桩身连接示意图

5.2.2连接销与端头板的连接：下节桩沉桩时，外露部分预留大约1m左右以方便接桩作业。把连接销锁接在下节桩的端头板上，锁接前应先清理预留锁接孔，在连接配件和预留锁接孔和连接盒内涂刷防水胶，采用扳手辅助把连接销锁紧。接桩身时，先把上节桩吊起对准就位，使各个连接销对准上节桩端头板预留连接销方孔，定位好后加压送桩，使上、下节桩的端头板通过连接销的锁接或啮合作用紧密接触，接桩施工完成图（见图5.2.2-1）。

图5.2.2-1 连接销与桩端头板锁接示意图