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1、广东省标准 预应力混凝土管桩啮合式机械连接技术规程 广东省标准 预应力混凝土管桩啮合式机械连接技术规程 Technical specification for joggle joint mechanical connection Ofprecastconcrete piles DBJ 15 63 2019 条文说明条文说明 22 目次 1总则 23 2术语和符号 24 3机械连接技术要求 25 3 1 一般规定 25 3 2接头性能 25 4设计 27 5施工 30 6验收 31 6 1一般规定 31 6 2质量检查 31 6 3质量检测 31 6 4验收技术资料 31 23 1 总则1 总则
2、 1 0 1 1 0 21 0 1 1 0 2本规程根据目前国内预应力混凝土管桩机械连接的应用情况 总结经验 选定了质量可靠 适用面广泛 工艺先进的啮合式机械连接技术 1 0 41 0 4桩基础设计 施工尚应符合国家现行标准包括 先张法预应力混凝土管桩 GB13476 建筑桩基技术规范 JGJ94 建筑地基基础设计规范 GB50007 等 24 2 术语和符号2 术语和符号 2 1 12 1 1采用机械连接时 为满足低应变桩身完整性检测判定 尚应对接缝电焊封闭 考 虑机械连接接头处接缝的既有性 可采用高应变法同时检测桩身完整性和单桩竖向抗压承载力 这样可不需要对桩接缝焊接封闭 更能体现了机械接
3、头的优势 2 1 32 1 3上节桩下端的端板带有连接销孔 称带孔端板 下节桩上端的端板带有连接槽 称带槽端板 2 1 92 1 9连接销上端加工成螺丝牙 称为圆形螺栓齿端 下端加工成锯齿形齿牙 称为矩 形啮合齿端 2 1 102 1 10辅助连接在斜桩接桩 大直径管桩以及水上接桩时 能有效轴线对心 提高接桩 作业安全 25 3 机械连接技术要求3 机械连接技术要求 3 1 一般规定 3 1 3 3 1 一般规定 3 1 3考虑机械连接部件质量要求较高 为确保安全可靠 规定加工的材料必须符合有 关国家标准 要求生产厂家按本规程附录 C 的要求进行质量检查验收 提供产品合格证 3 2接头性能 3
4、 2 1 3 2接头性能 3 2 1啮合装置轴心抗拉承载力是依据连接销轴心抗拉试验得出 在进行抗拉试验时 带有连接口的固定夹具应与试验设备连接且固定 连接槽壳固定在连接口下方 连接销穿过连 接口插入连接槽内并与连接块啮合到位 如图 1 所示 其受力情况与带槽端板 连接口 连接 槽和连接销啮合齿端的实际受力情况一致 带有内螺纹的拉拔夹具与连接销的螺栓齿端接合 其受力情况与桩身接头带孔端板 连接销孔和连接销螺栓齿端的实际受力情况一致 对拉拔夹具加载拉拔力 P 如图 1 所示 加载力 P 的方向与连接销轴线一致且垂直于地面 连接销断裂 连接销拉脱或连接销连接块齿牙破坏时 拉力不得小于 255kN 或
5、者拉力为 255kN 时连接销完好 根据国家法定检测机构出具的 4 份连接销抗拉检测报告 检测共 4 个批次 每批次 3 组 共 12 组单个连接销的抗拔检验数据 其中 3 组抗拉力分别为 371 1kN 时啮合齿拔出 411 5kN 和 406 9kN 时螺纹端断裂 另外 3 组拉力均为 260kN 时 1 组拉力为 259kN 时 1 组拉力 257kN 时 4 组拉力均为 255kN 时 连接销完好 通过以上试验界定啮合装置轴心抗拉承载力极限值 255kN 连接销及连接块材料采用 45 号钢 由 优质碳素结构钢 GB T 699 2015 表 2 力学性能表查得 45 号钢抗拉强度 60
6、0MPa 下屈服强度 355MPa 屈强比为 0 592 根据 钢结 构设计标准 GB 50017 2017 I 第 4 4 1 条条文说明 碳素结构钢钢材抗力分项系数 R 取 1 090 故连接销强度设计值 抗拉 抗压 抗弯 与抗拉极限强度的比值关系为 0 592 1 090 0 543 啮合装置轴心抗拉承载力设计值 138KN 26 图 1 啮合装置抗受拉试验示意图 1 拉拔夹具 2 连接销 3 固定夹具 4 连接槽壳 5 连接块 6 压力弹簧 27 4 设计4 设计 4 0 24 0 2机械连接接头受力性能满足桩身承载力要求 即可保证设计要求 4 0 34 0 3预应力混凝土管桩为抗拔桩
7、或为承压桩兼抗拔桩时 如采用焊接连接 焊缝质量 受到操作环境 焊工技术素质 施工速度 焊缝检测和监管力度等诸多因素影响 难以保证 根据现行行业标准 建筑桩基技术规范 JGJ 94的规定 接头焊接层数不得少于2层 焊接后 应自然冷却8分钟 如焊接没有对称进行且焊缝达不到连续 饱满 自然冷却时间不到8分钟即 进行锤打或沉桩 未冷却的焊缝在遇到地下水或在锤打过程中容易出现开裂脱焊 但抗拔桩采 用机械连接 其连接质量得到保障 4 0 44 0 4现行国家标准 建筑地基基础设计规范 GB50007中规定 当基础处于侵蚀性环 境或受温度影响时 尚应符合国家现行的有关强制性规范的规定 采取相应的防护措施 国
8、 家标准将工程中防腐蚀的问题放在非常重要的章节中提出来 表明了对防腐蚀问题的重视 预 应力混凝土管桩采用焊接法 对接头焊缝按规范要求作刷涂料防锈处理 但如果涂在桩身和接 头外边的防锈漆未经干固 在沉桩过程中会被砂土摩擦掉 机械连接能满足防腐蚀要求 中国工程建设标准化协会防腐蚀专业委员会评估 机械接 头可用于水土腐蚀性等级为强 中 弱的环境中 2003 年广东省汕尾市某部队综合楼工地 场地位于沿岸边上 距正常海边线约 40m 地下 水与海水有一定水力联系 勘探测得地下水位埋深 3m 3 5m 地下水为大气降水和海水补给 地下水与海水对砼具有中等到强腐蚀作用 对钢筋具中等腐蚀作用 项目桩基采用 P
9、HC300 管 桩 桩连接采用机械连接 管桩连接时 连接销满涂沥青涂料 在连接槽内注入沥青涂料 在 端板面满涂厚度 3mm 的沥青涂料 连接销插入连接槽内 加压使上下节桩的端板接触 并采 用电焊封闭上下节桩的接缝 电焊层数为 1 层 根据现场施工记录和抗拔检测报告 静载检测 报告显示 桩基满足各项指标要求 该楼房使用至今桩基未发现异常 4 0 54 0 5当地质资料存在厚度较大的淤泥软弱土层时 由于淤泥对入土管桩约束力较差 管桩在该软弱土层采用焊接连接 耗用时间较长 连接时容易产生位移 倾斜现象 特别是管 桩在流塑淤泥层段 仅自重也会下滑 需采用吊桩进行连接 接头处容易产生曲折 如采用机 械连
10、接 会大大降低质量问题的几率 福建 广东汕头沿海不少淤泥土层较厚大地区 预应力 管桩多应用机械连接技术 质量效果很好 在砂土层较厚 或布桩较密集的条件下 因机械连接比焊接接头大大缩短接桩的时间 可 28 降低土壤固结和挤土效应对管桩受力的影响 2013年福建省福州市某污水处理厂厂区及厂外管 网三期工程厂区第2标段工程项目 桩基采用PHC400管桩 桩连接采用机械连接 该项目布桩 较密集 挤土效应较大 预应力混凝土管桩采用机械连接缩短接桩时间 降低土壤固结和挤土 效应对管桩受力的影响 根据现场施工记录和抗拔检测报告 静载检测报告显示 桩基满足各 项指标要求 机械连接接桩可不受天气如下雨 下雪等恶
11、劣施工环境的影响 其便捷的优越性是尤为明 显 2008年辽宁省盘锦市某船舶工业基地污水处理厂工程 项目桩基采用PHC300管桩 桩连接 采用机械连接 并且在冬季施工 施工期间环境温度处于 0 以下 并且时有雨雪天气 机械 连接不受温度和天气影响 项目在低温及雨雪等恶劣施工环境中仍能顺利完工 根据现场施工 记录和抗拔检测报告 静载检测报告显示 桩基满足各项指标要求 在不允许修建施工便道的原始森林保护区 以及海上特殊施工环境 预应力管桩无法采用 专用打桩机或打桩船进行施工 而采用履带式起垂机起吊打桩锤 简称飞锤吊打法对打桩垂直 度 管桩耐打性 桩接头质量有更高要求 此时采用机械连接可增加焊接接桩的
12、安全性 提高 沉桩效率 4 0 64 0 6外径为300mm 600mm的A型 AB型 B型PHC PC桩为较常用桩型 均可以采用机械 连接接桩 C型管桩配筋相对较多 不便于连接槽布置 一般不采用机械连接接桩 另外工程 上也较少使用C型管桩 4 0 74 0 7根据多组机械连接的有限元分析结果 并考虑到机械连接需要在端板上开孔 预 应力筋与连接销的距离往往较小 因此当机械连接的端板满足本标准有关的厚度 尺寸要求时 桩接头抗拉承载力按本公式计算 根据上海某建筑技术发展有限公司2013年4月8日出具的普陀区某地块检测报告的相关数 据 PHC500AB125机械接头管桩入土深度分别为31米 32米
13、33米 共10根桩 其中4根桩的抗 拔力最大加载值为1400kN 6根桩的抗拔力最大加载值为1500kN 且桩未破坏 2015 年 1 月 30 日 在南京某管桩有限公司内 对 3 组 PHC500AB125 机械接头管桩以及 3 组 PHC600AB130 机械接头管桩进行抗拉试验检测 PHC500AB125 机械接头管桩 其中 1 组抗拔 力加载值为 1350kN 时 2 组抗拔力加载值为 1400kN 时 端板上部分预应力筋镦头先出现拉脱 及主筋锚孔破坏 PHC600AB130 机械接头管桩 3 组抗拔力加载值均为 1600kN 时 端板上部分 预应力筋镦头拉脱及主筋锚孔破坏 而接头部分
14、均未破坏 上述数据均与有限元分析报告的相关抗拉分析结果对应 29 4 0 94 0 9机械连接的抗剪计算参考现行国家标准 钢结构设计标准 GB 50017中普通螺栓 抗剪承载力计算公式 但考虑到连接销布置的环向长度较长 容易造成连接销承受的剪力不均 匀 因此将抗剪承载力乘以0 7的折减系数 2015年1月31日 南京某管桩有限公司对3组PHC500AB100机械接头管桩以及3组 PHC600AB110机械接头管桩进行抗剪试验检测 PHC500AB100机械接头管桩3组最大加载值 为280kN时 接头均完好 且管桩桩身未出现裂缝 符合GB13476 2009对管桩抗剪性能的要求 PHC600AB
15、110 机械接头管桩 3 组最大加载值为 370kN 时 接头均完好 且管桩桩身未出 现裂缝 符合现行国家标准 先张法预应力混凝土管桩 GB13476 2009 对管桩抗剪性能的要 求 上述数据均与有限元分析报告的相关抗剪分析结果对应 4 0 104 0 10辅助连接主要是起管桩定位和固定用 不作接头受力考虑 700mm 1200mm 的大 直径管桩和比如在水上施工作业时 500mm 600mm 的 C 型桩都适用 30 5 施工5 施工 5 0 15 0 1在预应力混凝土管桩基础施工前 应编制有针对性施工方案 因上下节桩不能加 工错误 工程人员应通过参阅地质勘探资料和设计要求做好配桩计划 这
16、是实施工程进度计划 和节约成本的手段 5 0 25 0 2使用机械连接接桩 第一节桩上端 接入桩下端的端板必须根据机械连接类型选 用端板 而且每次再接入桩节的上端或下端应分别为同一种接头类型的端板 绝对不能搞错 配桩时必须认真核准 5 0 45 0 4重点介绍了接桩程序和防腐蚀的操作要求 为了保护连接槽和连接销孔不受运输 和施工过程中砂土等杂物的堵塞 污染 故管桩生产过程中已经在连接槽口和连接销孔口填塞 了泡塑保护块 接桩前应把泡塑保护块剔除 用刷子把端板清理干净 使接桩能迅速完成 预应力混凝土管桩桩身完整性检测有低应变法和高应变法两种 由于预应力混凝土管桩采 用机械连接时 其接桩处既有的接缝 当采用低应变法检测时 会出现缺陷反射波而误判为断 桩 因此在机械连接时应对接缝采用电焊封闭措施 或在检测时确定桩的实际接头位置 接头 不作为缺陷点统计 或者采用孔内摄像等辅助手段 目前适合于判断桩身完整性的检测手段以 高应变法为好 而且高应变法还可以判断单桩竖向抗压承载力 故规程选择高应变法为机械接 头作为基桩检测的手段之一 地基土 地下水腐蚀等级为强时 焊缝操作要求是保证腐蚀裕量不少于 2mm
