预应力混凝土预制管桩机械快速接头连接技术

第38卷 第 l1期 · 56· 2 0 1 2年 4月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITEC rURE Vo1．38 No．11 Apr． 2012 文章编号：1009-6825(2012)1 1-0056-03 预应力混凝土预制管桩机械快速接头连接技术 陈 加 才 (福建省九龙建设集团有限公司，福建 厦门 361008) 摘 要：结合机械快速接头的特点，介绍了机械快速接头的连接方式、快速管桩的施工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 、快速接头配件加工工艺等内容，并阐 述了该技术的质量控制要点，经实践证明这种连接技术使预应力混凝土管桩施工工效更高，质量稳定可靠，值得推广应用。 关键词：预应力，机械快速接头，连接方式，操作方法 中图分类号：TU753 文献标识码 ：A 1 概述 预应力混凝土管桩机械快速接头技术，是住建部在2002年 推广应用的预应力管桩机械快速接头技术。该项技术是住建部 重点推广项目，经省内多个工程实践验证，技术成熟、各项性能优 越、对中性好、施工方便、质量稳定、接桩后桩的受力性能满足现 有 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要求，能有效解决施工中预应力混凝土抗拔管桩的接头焊 接质量问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 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20世纪60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 15 m，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 rain， 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。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 机械快速接头的特点 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)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 rain，而机械快速接头仅仅需要2 min。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。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 oC以下也能施工。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。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，易产生佩心弯矩造成桩的断裂。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。 收稿日期：2012—02．20 作者简介：陈加才(1965-)，男，高级工程师 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。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 机械快速接头的连接方式和具体操作方法 3．1 连接方式 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，见图1。 大 节桩身 节端板 节端板 节桩身 圆形齿端 连接销 螺帽 图 1 连接销与桩端头板连接示意图 3．2 快速管桩施工工艺流程 快速管桩施工工艺流程见图2。 图2 快速管桩施工工艺流程 3．3 快速接头配件加工工艺 爹 81 g年l4l智 陈加才：预应力混凝土预制管桩机械快速接头连接技术 ·57· 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GB／T 700碳素结构钢的 规定。加工精度为±0．1 mln，厚度偏差 +0．3 mm～一0．5 Into。 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{Lm(见图3)。 一 一 a)上节管桩端板平面 d)2—2剖面 b)下节管桩端板平面 e)④ 注：详图④中的腻弧圆心 水平尺寸ff『3 图 3 管桩端板平面图 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GB／T 699优质碳素结构钢的规 定。加工精度为±0．1 mm，端头倒角3×45。，啮合齿宽度和深度 误差小于4-0．3 mm。连接销和齿形钢销板经热处理后硬度应达 到HRC35—40。连接销和齿形钢销板表面热镀锌厚度不小于 1O岬 (见图4)。 a)连接销结构图 b)连 接板 结构 图 图4 连接销示意图 3)压力弹簧应选用65Mn钢和82B钢，其材料及机械性能不 应低于现行国家标准GB／T 699优质碳素结构钢的规定。压力弹 簧经热处理后，硬度应达到HRCA5-50，硬度检测采用HRC硬度计 进行。压力弹簧表面热镀锌厚度不小于 10 trm，镀锌层厚度的检 验均按照 GB／T 13911金属锌覆和化学表示方法的规定进行。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)。 a)小弹簧 d)大弹簧 括喜器群6构图50o桩) c)2_2剖面 括号中值用于 桩) ⋯⋯一 注：连接销、连接板、弹簧和连接盒采用的材料、尺寸及制作要求应由提供接 头技术的厂家确定 图5 连接盒与弹簧示意图 3．4 快速接头操作要点 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 卡具定位，使端头板定位准，并避免预应力筋张拉反弹。 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 1 m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、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。 3)采用机械快速接头技术进行接桩，工效高，安全可靠，质量 稳定 ，但如出现下列情况时，除进行抗弯性能试验外，还应进行必 要的补焊作业，以提高基桩承载可靠度：快速接头配件材料或形 式改变；管桩品种、型号、规格与本工法不符；接头配件加工工艺 改变；接头配件加工厂家不同；桩基施工质量要求高等情况，经计 算和检测，发现抗弯或抗拔性能不能满足桩基设计要求，应采取 补焊作业加强措施。 4 质量控制要点 1)管桩机械快速接头配件采用的材料、热处理、镀锌层厚度 等质量必须符合国家和地方现行有关标准。2)机械快速接头配 件根据不同用途选用相应材料，端头板和桩套箍采用 Q235碳素 钢机加工而成。连接销和齿形钢销板采用45钢，压力弹簧采用 65Mn钢或82B钢机加工制作。管桩根据工程实际需要配备相应 桩型和桩径，特别是抗拔桩承载力特征值应满足抗拔力要求。3) 机械快速连接管桩工程质量检测，应采用高应变法检测基桩竖向 抗压承载力和桩身完整性。检查方法：抽检数量不少于同条件下 总桩数的 10％ ，且不少于 10根。4)对于桩基有竖向抗拔设计要 求的桩，应进行单桩竖向抗拔试验。检查方法：不少于总桩数的 1％，且不少于3根。5)对于桩基有水平承载力设计要求的桩，应 进行单桩水平荷载静载试验。检查方法：不少于总桩数的1％，且 不少于3根。6)连接配件按规定涂刷防水胶，与下节桩锁接好的 连接销，其外露部分高度一致，方形啮齿方位必须向心。 5 经济效益 包括焊机和临时用电线路布设每个接头费时约20 min，焊接 后接头自然冷却约 10 rain，采用焊接接桩工艺每个接头大约 30 rain。机械快速接头工艺简单快捷，每个接头大约需要2 rain。 时间节约80％以上，工期效益特别明显。对比焊接接头工艺，机械 茹 一 且Nn {= 临 t．． 上 T ● 』 c ／呈 ④ 三三三 镉 R— n一 第38卷 第 l1期 · 58· 2 0 1 2年 4月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHn CTURE Vo1．38 No．11 Apr． 2012 文章编号：1009-6825(2012)1 1-0058—03 应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比 陈有亮 任旭凯 刘明亮 (上海理工大学土木工程系，上海 200093) 摘 要：利用有限元和离散元两种方法对同一连续性岩质边坡的稳定性进行分析，从计算原理、计算有若干节理的岩质边坡两方 面对有限元与离散元计算结果进行了比较，得出相关结论，从而更好地指导边坡稳定性计算。 关键词：有限元，离散元，边坡稳定，安全系数 中图分类号：U413．62 文献标识码：A 1 概述 边坡是指由于天然地质或工程地质的作用形成的具有一定 倾斜度的地质体，按成因共分为两种：自然边坡和人工边坡⋯。 例如，意大利 1963年发生的瓦依昂水库库岸滑坡，造成了严重的 损失，水库也因此失效。2。。由此可见，对边坡失稳进行有效的计 算刻不容缓。 目前，边坡稳定分析的方法较多，主要有定性分析法、定量 分析法、非确定分析法。本文将利用有限元和离散元对同一边 坡的稳定性进行计算分析，并基于计算结果对两种计算方法进 行对 比。 2 有限元法在边坡算例中的应用 2．1 有限元强度折减法 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 c，，= (1) 』- =arctan(tanq~／F) (2) 其中，C， 均为岩土体参数；F为折减系数； ， 均为计算新 参数。 2．2 边坡算例 ’ 选取国内某矿，边坡尺寸如图 1所示。该边坡围岩材料属性 见表 1。 量 蠹 一 图 1 边坡模型尺寸(单位-．m) 裹 1 边坡围岩参数表 弹性模量 泊松比 容重 内聚力 摩擦角 I 类型 GPa kN／m3 MP a／(。) 围岩2(弹 1生) 30 0．25 2 50o 0．9 42 由于边坡为线性工程，假设沿边坡方向为无限延伸，因此计 算模型取二维平面为断面就可满足要求。计算模型见图2。 快速接头工艺增加了连接销、钢销板荷压力弹簧等，每个接头费 用增加 l0元左右，批量生产成本可以更低。焊接接桩损坏热镀 锌层，接头防腐性能降低。机械快速接头镀锌层较厚，能在各种 地质环境中长期使用。快速接头对中性好，受力更合理，施工便 捷，质量稳定。节约人工、材料和机械等综合费用，经济效益显 著。本工法的成功应用，为预应力混凝土管桩机械快速接头技术 的推广提供较成功实例，具有很高的推广应用价值。 福建省住房和城乡建设厅在《关于加强预应力混凝土管桩机 械快速接头技术推广应用的通知》(2010~2号)中，针对福建省近 年来预应力混凝土抗拔管桩施工中存在接头焊接质量问题，明确 要求凡是采用预应力混凝土抗拔管桩的，其接头均应采用管桩机 械快速接头技术。在福州大学第四学科群工程项目施工管理过 程中，由于采用了预应力混凝土机械快速接头技术，不但使桩基 工程施工速度加快，而且桩基施工质量更加稳定可靠，取得了较 好的技术效益、经济效益和社会效益。 参考文献： [1】 GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 [s]． [2] GB 50300-2001，建筑工程施工质量验收统一标准[s]． [3] JGJ 94-94-2008，建筑桩基技术规范[s]． [4] JGJ 106-2003，建筑基桩检测技术规范[s]． [5] GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[s]． [6] DFJ 13-58-2004，先张法预应力混凝土管桩基础技术规程 [s]． [7] DBJ 13-58-2004，预应力混凝土管桩机械快速连接接头施工 及验收规程[S]． [8] 闽2007Gl19，先张法预应力高强混凝土管桩[s]． [9] 福建省建筑结构抗震设计暂行规定[s]． [10] DBJ 13-86-21X)7，先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[s]． Application of fast mechanical joint connec~ technique in prestressed concrete precasting pne CHEN Jia-cai (Fujian Jiulong Construction Group Co．， ，Xiamen 361008，China) Abstract：Integrating with characteristics of fast mechanical joint，the thesis introduces the connection method of fast mechanical joint，construc— tion technology of fast pipe pile，and processing technique of fast joint acCeSSories and SO on，and describes its quality controlling points．Prac- dee proves that the connection technique makes the construction efficiency of prestressed concrete pih higher and the quality reliable and stable， which is woah promoting． Key words：prestress，fast mechanical joint，connection method，operation method 收稿日期：2012-02-20 ’ 作者简介：陈有亮(1966-)，男，博士后，教授