預(yù)應(yīng)力管樁抱箍接頭工法

預(yù)應(yīng)力管樁（PHC）抗拔試驗抱箍接頭施工工法2019年9月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、前言 2二、工法特點 2三、適用范圍 3四、工藝原理 3五、施工工藝流程及操作要點 4六、材料與設(shè)備 10七、質(zhì)量控制 13八、安全措施 13九、環(huán)保措施 14十、效益分析 15十一、工程實例 15一、前言由于PHC管樁同時擔當端承樁與摩擦樁的角色，承載力高，能夠適應(yīng)各種變化較大的地質(zhì)條件，因而適合我國地域遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，建筑種類繁多的國情?？蓮V泛應(yīng)用于高層建筑、各種低承臺樁基礎(chǔ)，鐵路、公路與橋梁、港口碼頭、水利設(shè)施和市政工程等基礎(chǔ)工程。但傳統(tǒng)的PHC管樁進行抗拔檢測時需要預(yù)埋鋼筋并灌注樁芯混凝土，且需要混凝土達到100%強度，才能進行抗拔檢測試驗。使用新型的抱箍接頭，大大節(jié)省了混凝土材料，縮短了工期，還能不斷重復(fù)使用實現(xiàn)了定型周轉(zhuǎn)模式，同時對后期的施工提供了方便。通過實際工程的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)該抱箍接頭連接效果優(yōu)良，為工程應(yīng)用中進行抗拔樁的檢測提供一種更為便捷且造價節(jié)省的新型連接接頭。經(jīng)過現(xiàn)場實踐應(yīng)用取得了良好的效果，現(xiàn)對該工藝進行施工工藝方面的總結(jié)，特此形成施工工法，以便推廣應(yīng)用。二、工法特點2.1本工法操作方便，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。2.2本工法改變了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力管樁澆筑混凝土樁芯上的鋼筋焊接在檢測設(shè)備的檢測方法，改用抱箍來連接試驗機與抗拔樁，由抱箍螺栓擰緊受力可起到固定、傳遞荷載作用，且抱箍接頭可重復(fù)利用，與常規(guī)使用的焊接方式比較更安全，且經(jīng)濟合理，降低成本。2.3本工法改變了傳統(tǒng)焊接鋼筋受力形式，受力明確，樁身用抱箍接頭連接固定，樁身上部由抱箍螺栓擰緊受力，屬于軸心受力的最佳狀態(tài)，抗拉性能較好。2.4抱箍接頭施工快速便捷：采用傳統(tǒng)的焊接接頭工藝，每個接頭焊接作業(yè)時間兩人大約共計需要四小時，而采取抱箍接頭僅僅需要半個小時。采用抱箍接頭可有效節(jié)約作業(yè)時間，提高經(jīng)濟效益。2.5改變了傳統(tǒng)的灌芯混凝土達到100%強度時才能進行抗拔試驗，既節(jié)約了灌芯混凝土所需的成本，也縮短了工期。2.6各種人為和天氣影響?。罕Ч拷宇^對工人技術(shù)要求不高，經(jīng)簡單的示范后即能上崗作業(yè)。不受天氣條件的影響，在刮風下雨時不影響施工。三、適用范圍適用于預(yù)應(yīng)力管樁進行抗拔試驗時的快速接樁檢測。四、工藝原理將樁身與三道抱箍進行緊固連接，抱箍兩側(cè)通過高強螺栓傳遞試驗檢測荷載，將高強螺栓與試驗鋼筋進行焊接從而形成穩(wěn)固的受力連接件。將試驗機施加的荷載通過抱箍機械接頭傳遞到樁身上，從而完成樁身抗拔檢測。五、施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程：施工準備工作→抱箍的制作與加工→抱箍的安裝→與檢測設(shè)備連接→開始檢測→抱箍循環(huán)到下次檢測5.2.施工準備工作5.2.1抱箍應(yīng)采用Q235碳素鋼加工制作而成，其材料及機械性能不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標準《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㎜，抱箍表面鍍鋅厚度不應(yīng)小于7um。5.2.2高強螺栓其品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要求。5.3抱箍的制作與加工5.3.1抱箍是由兩個半圓形的鋼板通過連接板上的螺栓連接在一起的，安裝后能夠讓鋼板和樁身之間緊密貼合，在承受荷載的同時又不會變形。抱箍在樁身上安裝后必須與樁身緊密貼合，這是基本要求，為適應(yīng)各種不同圓度的樁身，抱箍的箍身宜采用不設(shè)環(huán)向加勁的箍環(huán)板。抱箍上的連接螺栓其預(yù)緊力必須能夠保證抱箍與樁身之間的摩擦力能夠可靠的傳遞荷載。抱箍形式為兩只半圓形抱箍內(nèi)圓，兩只抱箍內(nèi)圓與樁身周邊外圓匹配，兩只半圓形抱箍側(cè)壁分別設(shè)有連接耳，，連接耳與半圓形抱箍構(gòu)成整體，其橫截面形狀呈“Ω”，連接耳設(shè)有螺栓孔，螺栓孔貫穿緊固螺栓。圖2：A-A剖面圖圖2：A-A剖面圖圖1：抱箍結(jié)構(gòu)示意圖5.4抱箍的安裝5.4.1首先檢查抱箍的外觀狀態(tài)，抱箍的內(nèi)壁可以用萬能膠粘貼8mm厚的橡膠墊。在樁身的四周要標記好抱箍的安放高度和間距，依次安裝好抱箍，其頂面與記號線平齊。5.4.2高強螺栓安裝應(yīng)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中心位置調(diào)整好后進行，其入方向以施工方便為準，并力求一致，安裝高強螺栓時，構(gòu)件的摩擦面應(yīng)保持干燥，不得在雨中作業(yè)。在終擰以后，螺栓絲扣外露應(yīng)為2至3扣。5.4.3緊固接頭上的高強螺栓，應(yīng)從螺栓群中部開始安裝，逐個擰緊。初擰、復(fù)擰、終擰都應(yīng)從螺栓群中部向四周擴展逐個擰緊，每擰一遍均應(yīng)用不同顏色的油漆做上標記，防止漏擰。5.5與檢測設(shè)備連接5.5.1通過焊接方式進行連接，宜采用雙面焊，當不能進行雙面焊時，方可采用單面焊。5.5.2焊縫厚度不應(yīng)小于0.3d，焊縫寬度b不小于0.8d。搭接焊時，鋼筋應(yīng)預(yù)彎，以保證兩根鋼筋的軸線在同一直線上。彎折角度控制：單面焊1:10，雙面焊1:5。焊接時引弧應(yīng)在搭接綱吉形成焊縫的一端開始，收弧應(yīng)在搭接鋼筋的端頭上，弧坑應(yīng)填滿。第一層焊縫應(yīng)有足夠的熔深，主焊縫與定位焊縫應(yīng)熔合良好，不得燒傷主筋。5.5.3焊縫長度要符合下表規(guī)定。鋼筋級別焊縫型式焊縫長度Ⅰ單面焊≥8d雙面焊≥4dⅡ、Ⅲ單面焊≥10d雙面焊≥5d注：d為主筋直徑（mm）5.6開始檢測5.6.1按照制定的預(yù)應(yīng)力管樁抗拔檢測方案進行逐級加載，應(yīng)符合規(guī)范和標準要求。5.6.2荷載可用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測定，也可采用連接于千斤頂上的標準壓力表測定油壓，根據(jù)千斤頂荷載—油壓串定曲線換算出實際荷載值。一般說來，樁的抗拔承載力遠低于抗壓承載力，在選擇千斤頂和壓力表時，應(yīng)注意量程問題，特別是試驗荷載較小的試驗樁，采用“抬”的形式時．應(yīng)選擇相適應(yīng)的小噸位千斤頂。對于大直徑、高承載力的試樁，可采用兩臺或四臺千斤頂對其加載。當采用兩臺及兩臺以上千斤頂加載時，為了避免受檢樁偏心受載，千斤頂型號、規(guī)格應(yīng)相同且應(yīng)并聯(lián)同步工作。5.6.3反力裝置抗拔試驗反力裝置宜采用反力樁(或工程樁)提供支座反力，也可根據(jù)現(xiàn)場情況采用天然地基提供支座反力；反力架系統(tǒng)應(yīng)具有不小于1．2倍的安全系數(shù)。采用反力樁(或工程樁)提供支座反力時，反力樁頂面應(yīng)平整并具有一定的強度。為保證反力梁的穩(wěn)定性，應(yīng)注意反力樁頂面直徑(或邊長)不宜小于反力梁的梁寬，否則，應(yīng)加墊鋼板以確保試驗設(shè)備安裝的穩(wěn)定性。采用天然地基提供反力時，兩邊支座處的地基強度應(yīng)相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基的壓應(yīng)力不宜超過地基承載力特征值的1．5倍，避免加載過程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點重心應(yīng)與支座中心重合。5.6.4加載裝置加載裝置采用油壓千斤頂。千斤頂?shù)陌惭b有兩種方式：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面，因拔樁試驗時千斤頂安放在反力架上面，比較適用于一個千斤頂?shù)那闆r，特別是穿心張拉千斤頂，當采用兩臺以上千斤頂加載時，應(yīng)采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意外事故發(fā)生。如對預(yù)應(yīng)力管樁進行抗拔試驗時，可采用穿心張拉千斤頂，將管樁的主筋直接穿過穿心張拉千斤頂?shù)母鱾€孔，然后鎖定，進行試驗。另一種是將兩個千斤頂分別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂主梁，如下圖所示，通過“抬”的形式對試樁施加上拔荷載。對于大直徑、高承載力的樁，宜采用后一種形式。5.6.5位移量測裝置1)基準樁基準樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執(zhí)行，要注意安裝距離。2)基準梁基準梁的一端應(yīng)固定在基準樁上，另一端應(yīng)簡支于基準樁上，并采取有效遮擋措施。3)百分表或位移傳感器樁頂上拔量測量平面必須在樁頂或樁身位置，安裝在樁頂時應(yīng)盡可能遠離主筋，嚴禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)置位移觀測點，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測數(shù)據(jù)失實。試樁、反力支座和基準樁之間的中心距離的規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗相同。在采用天然地基提供支座反力時，拔樁試驗加載相當于給支座處地面加載，支座附近的地面也因此會出現(xiàn)不同程度的沉陷。荷載越大，這種變形越明顯。為防止支座處地基沉降對基推梁的影響，一是應(yīng)使基準樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿足JGJ106-2014規(guī)范中的表4.2.6的規(guī)定，二是基準樁需打入試坑地面以下一定深度(一般不小于1m)。5.6.6對有接頭的預(yù)制樁，宜在拔樁試驗前采用低應(yīng)變法檢測受檢樁的樁身完整性。對有接頭的預(yù)制樁，應(yīng)驗算接頭強度。5.6.7單樁豎向抗拔靜載試驗宜采用慢速維持荷載法。設(shè)計有要求時，也可采用多循環(huán)加、卸載方法或恒載法。慢速維持荷載法的加卸載分級、試驗方法及穩(wěn)定標準應(yīng)按JGJ106-2014規(guī)范第4.3.3條和4.3.5條規(guī)定執(zhí)行。5.6.8當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：1）在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷載作用下的上拔量5倍。2）按樁頂上拔量控制，當累計樁頂上拔量超過100mm時。3）按鋼筋抗拉強度控制，鋼筋應(yīng)力達到鋼筋強度設(shè)計值，或某根鋼筋拉斷。4）對于驗收抽樣檢測的工程樁，達到設(shè)計要求的最大上拔荷載值。5.6抱箍循環(huán)到下次檢測完成本次檢測后，將抱箍拆下來周轉(zhuǎn)到下根檢測試驗樁進行使用。5.7抱箍施工控制要點5.7.1箍身應(yīng)該具有適當?shù)膹姸群蛣偠?，保證能夠傳遞拉力和摩擦力。箍身剛帶制作要緊密貼合在樁身上，鋼帶范圍最好不設(shè)加勁板，為了增大箍身與樁身混凝土接觸的摩擦，抱箍的內(nèi)徑最好與圓柱樁身直徑相差在10mm左右，抱箍與混凝土表面接觸處要墊5mm厚的橡膠皮，這樣也可以避免鋼帶和混凝土的接觸處會損傷。5.7.2抱箍與樁身之間的正壓力是連接螺栓時所施加的，螺栓首先應(yīng)該進行預(yù)緊，然后進行檢測，確保螺栓建立起規(guī)定范圍的預(yù)拉力。5.7.3螺栓時兩排布置的，外排的螺栓施壓時要對箍身產(chǎn)生較大的偏心距，對箍身的傳力具有不利影響，預(yù)緊螺栓時應(yīng)該是從里而外的順序進行，螺栓在布置上一定要緊湊。抱箍焊接檢測設(shè)備樁芯焊接檢測設(shè)備抱箍焊接檢測設(shè)備樁芯焊接檢測設(shè)備六、材料與設(shè)備6.1加工制作材料要求加工鋼抱箍的主要材料、零部件，成品件，標準件等產(chǎn)品均進行驗收。6.1.1鋼材的品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要求。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。6.1.2鋼板厚度及允許偏差應(yīng)符合其產(chǎn)品標準要求，檢查數(shù)差，每一品種規(guī)格的鋼板抽查6處。6.1.3鋼板的規(guī)格尺寸及允許偏差應(yīng)符合產(chǎn)品標準要求。檢查數(shù)量：每一品種、規(guī)格的型鋼抽查6處。檢查方法：鋼尺和游標卡尺量測。6.1.4鋼材表面外觀質(zhì)量除應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定外，尚應(yīng)符合以下要求：當鋼材的表面有銹蝕麻點或劃痕等缺陷時，其深度不得大于該鋼材厚度允許偏差值的1/2鋼材表面銹蝕等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家規(guī)范標準（涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級）GB8923規(guī)定的C級及C級以上。鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層、夾渣等缺陷。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：觀察檢查。6.2焊接材料要求6.2.1焊接材料、品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要求。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：檢查焊接材料和質(zhì)量合格證書文件、中文標志及檢驗報告。6.2.2拉桿、連接鋼板。焊接材料應(yīng)進行抽樣復(fù)驗。復(fù)驗結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要求。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：檢查復(fù)驗報告6.2.3焊條外觀：不應(yīng)有藥皮脫落。焊芯生銹等缺陷：焊劑不應(yīng)受潮結(jié)塊。檢查數(shù)量：按量抽查1%，且不應(yīng)小于10包。檢查方法：觀察檢查。6.3連接用緊固標準件6.3.1主要材料高強度大六角頭螺栓連接，副、扭剪型高強螺栓連接副用的高強螺栓，其品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標準和設(shè)計要求，出廠時應(yīng)分別隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固力（預(yù)應(yīng)力）的檢查報告等。6.3.2高強度六角頭螺栓連結(jié)按規(guī)范附錄B的規(guī)定檢驗其扭矩系數(shù)，其檢驗結(jié)果應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。6.3.3高強螺栓連結(jié)，應(yīng)按包裝箱配套供貨，包裝箱上應(yīng)標明批號、規(guī)格、數(shù)量、日期、螺栓、螺帽、墊圈外觀表面應(yīng)涂油保護，不應(yīng)出現(xiàn)生銹和沾染臟污，螺紋不應(yīng)損傷。檢查數(shù)量：按包裝箱數(shù)量抽查6%且不應(yīng)小于3箱檢查方法：觀察檢查。6.4焊接焊縫要求6.4.1焊條、焊劑等焊接材料，與母材匹配應(yīng)符合設(shè)計要求及國家現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81的規(guī)定。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查檢查方法：檢查質(zhì)量證明書和烘焙記錄。6.4.2焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書。持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍內(nèi)施焊。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。檢查方法：檢查焊工合格證及其認可范圍的有效期。6.4.3焊縫表面不得有裂縫、焊瘤等缺陷。一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂縫、電弧擦傷等缺陷。且一級焊縫不得有咬邊、未焊滿根部收縮等缺陷。檢查數(shù)量：每批同類構(gòu)件抽查10%，且不應(yīng)少于3件，被抽查構(gòu)件中每一類型焊縫按條數(shù)抽查6%，且不應(yīng)少于1條，每條檢查1處，總抽查數(shù)不應(yīng)少于10處。檢查方法：觀察檢查或用放大鏡、焊縫量規(guī)和鋼尺檢查。6.4.6對一般項目檢查：對二級、三級焊縫外觀質(zhì)量標準符合規(guī)范附錄A中表A.0.1規(guī)定。焊縫尺寸允許偏差符合A.0.2的規(guī)定。焊縫感觀應(yīng)達到：外形均勻，成型較好，焊道與焊道、焊道與基本金屬間過度較平滑，焊渣和飛濺物基本清楚干凈。檢查數(shù)量：每批同類構(gòu)件抽查10%且不少于3件，被抽查的構(gòu)件中，每種焊縫按數(shù)量各抽查6%，總抽查處不少于6處。檢查方法：觀察檢查。6.5緊固件連結(jié)高強度螺栓連結(jié)。高強度大六角頭螺栓連結(jié)終擰完成1h后48小時內(nèi)應(yīng)進行終擰扭矩檢查，檢查結(jié)果應(yīng)符合本規(guī)范附錄B的規(guī)定。螺栓預(yù)應(yīng)力值范圍（KN）表6.2螺栓規(guī)格M16M20M22M24預(yù)應(yīng)力值P10.9級93~113142~177176~216206~2608.8級62~78100~120126~160140~170七、質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標準7.1.1遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2015、《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300-2013、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008、《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014、《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁機械快速連接接頭施工及驗收規(guī)程》DBJ13-58-2004等相關(guān)規(guī)范標準的規(guī)定。7.1.2編制預(yù)應(yīng)力混凝土管樁專項檢測方案，對抱箍接頭工藝和措施應(yīng)詳細交代，經(jīng)相關(guān)單位審核通過后實施。7.2質(zhì)量保證措施7.2.1控制項目管樁抱箍接頭配件采用的材料、熱處理、鍍鋅層厚度等質(zhì)量必須符合國家和地方現(xiàn)行有關(guān)標準。高強螺栓的材料性能及加工制作偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范標準要求。高強螺栓終擰后應(yīng)按規(guī)范要求進行檢查其擰緊力矩必須符合相關(guān)國家和地方現(xiàn)行有關(guān)標準。八、安全措施8.1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產(chǎn)免受損失。8.2嚴格按照各項安全法規(guī)、《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46-2005《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定組織施工，施工前應(yīng)編制有針對性的應(yīng)急預(yù)案。8.3對作業(yè)人員進行安全知識教育，做好安全技術(shù)交底，掌握安全操作規(guī)程，嚴禁違章作業(yè)。8.4施工現(xiàn)場臨時用電采用TN-S接零保護系統(tǒng)，嚴格要求使用五芯電纜配電，系統(tǒng)采用“三級配電兩級保護”，實行“一機、一閘、一漏、一箱”制度，配電箱進出線設(shè)在配電箱下端。8.5電焊機應(yīng)設(shè)置在防雨和通風良好的地方，焊接現(xiàn)場不準堆放易燃易爆物品，電焊機開關(guān)箱應(yīng)設(shè)置隔離開關(guān)和漏電保護器并裝設(shè)二次空載降壓保護器，一次線長度不大于5米。8.6加強雨季施工的安全用電管理，對于地處低洼地段的變配電裝置要進行墊高處理，防止水淹；各種室外變配電裝置和用電設(shè)備要有防雨設(shè)施；對于漏電保護裝置要進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；對于高大機械及其建筑物應(yīng)做好防雷工作；對于電動工具要加強檢查維護工作；作業(yè)人員正確使用安全防護用品。九、環(huán)保措施9.1嚴格執(zhí)行《建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標準》