一種預應力楔形管樁接頭技術及其施工方法
2023-12-11 13:20:37 1
專利名稱：一種預應力楔形管樁接頭技術及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種預應力管樁的連接技術，尤其涉及一種預應力楔形管樁接頭技術及其施工方法，屬於建築樁基礎工程技術領域。主要適用於建築基礎、路基工程地基處理等技術領域。
背景技術：
隨著大型建築、道路、橋梁等工程建設的快速發展，預應力管樁技術由於其樁身強度高、工廠預製生產縮短工期等技術優勢，在我國工程建設中也得到了廣泛地應用。傳統的預應力管樁樁節之間的連接技術採用人工焊接，而人工焊接是一項技術性要求較高的技術工種，焊接過程中的很多因素(如遇水等)都會造成焊接質量不達標，從而影響管節之間的連接質量，導致預應力管樁整體抗彎、抗剪強度不足等工程問題。因此，考慮快速高效、連接效果好的預應力管樁接頭技術，成了廣大工程技術人員努力思考的主要方向之一。在本發明之前，中國發明專利「預應力混凝土管樁抗彎接頭」(專利號:ZL200610052508.1)公開了一種在左、右端板的端面邊緣處分別焊接一個圓筒形焊接板作為抗彎板，焊接連接兩管節端板的同時焊接抗彎板的預應力管樁接頭連接技術。該技術方案屬於傳統焊接連接技術的改良版，通過額外加設抗彎板的辦法增強焊接連接的成功率，提高抗彎性能；但是該技術仍然存在焊接技術要求高、焊接質量不達標影響連接效果等不足，同時該技術額外加設抗彎板增加了工程費用。中國發明專利「一種用於預應力混凝土管樁的內置式機械快速接頭裝置」(專利號:ZL201010284318.9)公開了一種內置式機械快速接頭裝置，該技術裝置為帶一圈內齒的內齒轉盤，安裝在上下端板之間，內齒與端板加固圈和端板內表面形成的預留鎖緊空間鎖緊連接；該技術方案較傳統焊接連接技術更能有效保證管節連接的成功率，但是在管節之間增設內置式機械接頭裝置增加了工程造價，且安裝相對複雜影響施工效率、增加了施工工期。綜合考慮楔形角在提高基樁承載力和減少基樁負摩阻力方面的作用，在預應力管樁的基礎上，相關工程技術人員開發了預應力楔形管樁。預應力楔形管樁管節，上部樁徑大、下部樁徑小，導致管節之間連接接頭相對更困難，且目前尚未有針對預應力楔形管樁接頭問題的技術方案。因此，開發一種可以高效連接預應力楔形管樁接頭技術，及其有效提高其施工效率、提高預應力管樁的抗彎和抗剪能力的接頭技術施工方法成為一個刻不容緩的工作。
發明內容
本發明的目的在於克服上述不足和缺陷，解決預應力楔形管樁管節之間接頭困難及其處理不當導致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題，提出一種預應力楔形管樁接頭技術及其施工方法，利用楔形管節上下部樁徑差，在直徑小端外側和直徑大端內側設置螺紋，將兩根管節對應擰緊，並安插銷釘使上下管節連成一體；通過預埋在預應力楔形管樁內側的注漿管和管樁側壁的注漿孔對兩管節連接段樁周土進行注漿加固形成擴大頭，從而起到提高基樁整體抗彎、抗剪以及豎向承載力的綜合作用。
本發明採用的技術方案為:在工廠生產上端直徑大、下端直徑小的預應力楔形管樁，預應力楔形管樁管節下端0.5 - 0.8 m長段外徑與另一根管節的上端0.5 - 0.8 m長段內徑相等，管節上下端對應位置對稱布置4個銷釘孔；預應力管樁管節內側預埋注漿管，注漿管在管節下端側壁注漿孔穿出；施工時，下沉第一根管節之後，將第二根管節旋轉擰緊在第一根管節上端，然後從銷釘孔安插銷釘，完成後下沉第二根管節，整體完成沉樁後，通過注漿管對兩管節連接段樁周土體進行注漿；從而最終完成施工。—種預應力楔形管樁接頭技術的施工方法，包括以下技術步驟:
(1)首先在工廠製作生產預應力楔形管樁管節的模具，採用先張預應力法生產設計要求的預應力楔形管樁管節，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節長度根據設計需求確定；預製管節的同時，在管節上端外側和下端內側設置螺紋，管節下端設計位置預留注漿孔；
(2)平整場地，測量放線，確定靜壓樁打樁機施工位置，並將預應力楔形管樁管節運輸到工程現場；
(3)採用靜壓機靜壓施工第一根預應力管樁管節；
(4)下沉施工完成第一根管節後，吊裝第二根預應力楔形管樁管節，將第二根預應力楔形管樁管節下端插入第一根管節上端內，並順著螺紋擰緊兩根管節連接；
(5)擰緊兩根管節之後，從對應的貫穿兩根管節的銷釘孔中插入銷釘，並用螺帽擰緊，完成第一根管節與第二根管節之間的連接；
(6)靜壓施工沉入第二根管節，續而，重複(4)- (5)施工步驟，完成後續幾根管節的連接和沉樁施工；
(7)完成所有管節沉樁施工後，通過預埋在預應力楔形管樁管節內側的注漿管對管節連接段周圍進行注漿處理，完成最後的預應力楔形管樁接頭技術施工。所述的預應力楔形管樁,管節長度為8-12 m,管節上端直徑為600-800 mm,下端直徑為400-600 mm,管樁壁厚50-150 mm,各管節上端的內徑與下端的外徑一致；管節上端
0.5 - 0.8 m段內側加設螺紋，管節下端0.5 - 0.8 m外側加設螺紋，且管節上下端0.5-0.8 m段內對應位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔；管節下端0.6 - 0.9 m處對稱設置兩個直徑為5-20 mm的注漿孔；為提高基樁樁端阻力，最底下一節管節為常規等直徑預應力管樁。所述的銷釘，為一端帶螺帽，一端帶螺紋的鋼筋，其直徑為10-30 mm、長為620-820mm。所述的注漿管，為直徑5-20 mm的壓力管，注漿管預埋在預應力楔形管節的內側，並與管節下端側壁的注漿孔連接。所述的注漿漿液，為水泥漿液或者高聚物材料漿液，漿液注漿後一方面對接頭起到封裝作用，減少其遭受腐蝕的可能性，另一方麵漿液與樁周土混合形成擴大頭，提高整體基樁豎向承載力。本發明的優點和效果在於:利用楔形管節上下部樁徑差，在直徑小端外側和直徑大端內側設置螺紋，將兩根管節對應擰緊，並安插銷釘使上下管節連成一體；通過預埋在預應力楔形管樁內側的注漿管和管樁側壁的注漿孔對兩管節連接段樁周土進行注漿加固形成擴大頭，從而解決預應力楔形管樁管節之間接頭困難及其處理不當導致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題。與傳統焊接法預應力管樁接頭技術方法相比，本發明方法施工方便，施工成本低，對工程施工人員的技術要求低，且處理效果好，可以大大提高整體基樁的抗彎、抗剪強度。該方法施工工藝簡單、可操作性強，便於質量控制，經濟效益明顯，處治效果顯著。
圖1為本發明的接頭施工完成後結構示意 圖2為本發明的接頭結構俯視示意 其中，I為第一根預應力管樁管節，2為第二根預應力楔形管樁管節，3為第三根預應力楔形管樁管節，4為管節下端外側螺紋，5為管節上端內側螺紋，6為銷釘孔，7為帶帽銷釘，8為螺帽，9為注漿管，10為管節下端側壁注漿孔，11為注漿漿液與土體混合物。
具體實施例方式以下結合附圖詳細敘述本發明的具體實施方式
。本發明的保護範圍並不僅僅局限於本實施方式的描述。由圖1-圖2所示，一種預應力楔形管樁接頭技術由第一根預應力管樁管節1，第二根預應力楔形管樁管節2，第三根預應力楔形管樁管節3，管節下端外側螺紋4，管節上端內側螺紋5，銷釘孔6，帶帽銷釘7，螺帽8，注漿管9，管節下端側壁注漿孔10，注漿漿液與土體混合物11組成。首先在工廠製作生產預應力楔形管樁管節2的特製模具，採用先張預應力法生產設計要求的預應力楔形管樁管節2，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節長度根據設計需求確定，一般在8-12 m之間，管節上端直徑為600-800 mm,下端直徑為400-600 mm,管樁壁厚50-150 mm,各管節上端的內徑與下端的外徑一致；預製管節的同時,在管節上端0.5 -
0.8 m段內側加設螺紋5，管節下端0.5 - 0.8 m外側加設螺紋4，且管節上下端0.5 -
0.8 m段內對應位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔6 ;管節下端0.6 - 0.9 m處對稱設置兩個直徑為5-20 mm的注漿孔10 ;在預應力楔形管樁管節內側預埋直徑5_20 mm的壓力注漿管9，並與管節下端側壁的注漿孔10連接；為提高基樁樁端阻力，最底下一節管節為常規等直徑預應力管樁管節I。在工廠製作直徑為10-30 mm、長為620-820 mm，且一端帶螺帽、一端帶螺紋的鋼筋銷釘7。施工時，平整場地，測量放線，確定靜壓樁打樁機施工位置，並將預應力楔形管樁管節和銷釘7運輸到工程現場；採用靜壓機靜壓施工第一根預應力管樁管節1，沉樁速度控制在10-20 mm/s ;下沉施工完成第一根管節I之後，吊裝第二根預應力楔形管樁管節2，將第二根預應力楔形管樁管節2下端插入第一根管節I上端內，並順著螺紋4和5擰緊兩根管節連接；擰緊兩根管節之後，從對應的貫穿兩根管節的銷釘孔6中插入銷釘7，並用螺帽擰緊，完成第一根管節I與第二根管節2之間的連接；靜壓施工沉入第二根管節2，續而，重複上述施工步驟，完成後續幾根管節的連接和沉樁施工；完成所有管節沉樁施工後，通過預埋在預應力楔形管樁管節內側的注漿管9對管節連接段周圍進行注漿處理，完成最後的預應力楔形管樁接頭技術施工。
權利要求
1.一種預應力楔形管樁接頭技術，在工廠預製預應力楔形管樁管節，管節上端內側設置螺紋和銷釘孔，管節下端外側對應設置螺紋和銷釘孔，其特徵在於:管節下部側壁設置注漿孔，管節內側預埋注漿管，連接兩管節的一根管節上端內徑與另一根管節下端外徑相等；兩根管節上下端對應擰緊並安插銷釘，待所有管節連接並打樁沉入設計位置之後，通過預埋的注漿管對兩管節連接段進行注漿處理。
2.基於權利要求1所述的一種預應力楔形管樁接頭技術的施工方法，包括以下技術步驟: (1)首先在工廠製作生產預應力楔形管樁管節的模具，採用先張預應力法生產設計要求的預應力楔形管樁管節，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節長度根據設計需求確定；預製管節的同時，在管節上端外側和下端內側設置螺紋，管節下端設計位置預留注漿孔； (2)平整場地，測量放線，確定靜壓樁打樁機施工位置，並將預應力楔形管樁管節運輸到工程現場； (3)採用靜壓機靜壓施工第一根預應力管樁管節； 其特徵在於:還包括以下技術步驟: (4)下沉施工完成第一根管節後，吊裝第二根預應力楔形管樁管節，將第二根預應力楔形管樁管節下端插入第一根管節上端內，並順著螺紋擰緊兩根管節連接； (5)擰緊兩根管節之後，從對應的貫穿兩根管節的銷釘孔中插入銷釘，並用螺帽擰緊，完成第一根管節與第二根管節之間的連接； (6)靜壓施工沉入第二根管節，續而，重複(4)- (5)施工步驟，完成後續幾根管節的連接和沉樁施工； (7)完成所有管節沉樁施工後，通過預埋在預應力楔形管樁管節內側的注漿管對管節連接段周圍進行注漿處理，完成最後的預應力楔形管樁接頭技術施工。
3.根據權利要求1所述的一種預應力楔形管樁接頭技術，其特徵在於:預應力楔形管樁管節長度為8-12 m,管節上端直徑為600-800 mm,下端直徑為400-600 mm,管樁壁厚50-150 mm，各管節上端的內徑與下端的外徑一致；管節上端0.5 - 0.8 m段內側加設螺紋，管節下端0.5 - 0.8 m外側加設螺紋，且管節上下端0.5 - 0.8 m段內對應位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔；管節下端0.6 - 0.9 m處對稱設置兩個直徑為5_20mm的注漿孔；最底下一節管節為常規等直徑預應力管樁。
4.根據權利要求1所述的一種預應力楔形管樁接頭技術，其特徵在於:銷釘為一端帶螺帽，一端帶螺紋的鋼筋，其直徑為10-30 mm、長為620-820 mm。
5.根據權利要求1所述的一種預應力楔形管樁接頭技術，其特徵在於:注漿管為直徑5-20 mm的壓力管，注漿管預埋在預應力楔形管節的內側，並與管節下端側壁的注漿孔連接。
6.根據權利要求1所述的一種預應力楔形管樁接頭技術，其特徵在於:注漿漿液為水泥漿液或者高聚物材料漿液。
全文摘要
一種預應力楔形管樁接頭技術及其施工方法，在工廠生產帶螺紋、銷釘孔、注漿管和注漿孔的預應力楔形管樁，利用楔形管節上下部樁徑差，將兩根管節對應擰緊並安插銷釘；沉樁完成後，通過預埋的注漿管對兩管節連接段進行注漿，使樁周土形成擴大頭，從而解決預應力楔形管樁管節之間接頭困難及其處理不當導致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題。本發明技術方法施工方便，施工成本低，對工程施工人員的技術要求低，且可以大大提高整體基樁的抗彎、抗剪強度。該方法施工工藝簡單、可操作性強，便於質量控制，經濟效益明顯，處治效果顯著。
文檔編號E02D5/58GK103103981SQ20131005295
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月19日 優先權日2013年2月19日
發明者孔綱強, 劉漢龍, 楊慶 申請人:河海大學