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、.PAGE .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：XX省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司XX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,發(fā)展迅速,目前在XX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

2、接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20XX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0C以下也

4、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。2.0.6綜合效益顯著：?jiǎn)蝹€(gè)接頭來

5、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,連接盒內(nèi)置帶壓力彈簧的齒形鋼銷板。

6、帶嚙合齒端的連接銷穿過上節(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。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施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備連接銷加工管樁加工：端頭板固接連接銷加工管樁加工：端頭板固接快速接頭施工前檢查快速接頭施工前檢查連接銷鎖接檢查標(biāo)志連接銷鎖在連接銷鎖接檢查標(biāo)志連接銷鎖在下節(jié)樁端頭板上上節(jié)上節(jié)樁吊起就位接頭補(bǔ)焊對(duì)中壓樁連接接頭補(bǔ)焊對(duì)中壓樁連接圖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

7、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,厚度偏差0.3/0.5。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見圖5.1.2-1。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,端頭倒角345,嚙合齒寬度和深度誤差小于0.3。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見圖5.

8、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)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圖5.1.2-3。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

9、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樁身通過快速接頭相連接示意圖5.2.

10、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)械快速接頭配件根據(jù)不同用途選用相應(yīng)材料,端頭板和

11、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)GB50300-2001、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94-200

12、8、建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ 1062003、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002、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)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)快速接頭工藝和措施應(yīng)詳細(xì)交代,經(jīng)相關(guān)單位審核通過后實(shí)施。7.2 質(zhì)量保證措施 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

13、。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

14、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0.30.5-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)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

15、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)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)的問題,開出隱患問題通知單,各施工班組

16、在收到隱患問題通知單后,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)部門將監(jiān)督落實(shí)問題的解決情況。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、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

17、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)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XX大學(xué)第四學(xué)科群工程、

18、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XX大學(xué)第四學(xué)科群工程項(xiàng)目,總建筑面積4.8萬,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)改進(jìn)的快速接頭技術(shù)。錦繡一方項(xiàng)目建筑面積38595.11m2,該項(xiàng)目樁基采用PHC500-125-A型和PHC300-75-A型靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁；東嶼花園標(biāo)段工程1113#、1520#樓及幼兒園項(xiàng)目工程總建筑面積111323,地下兩層,建筑面積11136,其中地上最高32層,建筑總高90m。這兩個(gè)項(xiàng)目均采用本工法,取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)