專利名稱：一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力管樁的連接技術(shù)，尤其涉及一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)及其施工方法，屬于建筑樁基礎(chǔ)工程技術(shù)領(lǐng)域。主要適用于建筑基礎(chǔ)、路基工程地基處理等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著大型建筑、道路、橋梁等工程建設(shè)的快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)由于其樁身強度高、工廠預(yù)制生產(chǎn)縮短工期等技術(shù)優(yōu)勢，在我國工程建設(shè)中也得到了廣泛地應(yīng)用。傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力管樁樁節(jié)之間的連接技術(shù)采用人工焊接，而人工焊接是一項技術(shù)性要求較高的技術(shù)工種，焊接過程中的很多因素(如遇水等)都會造成焊接質(zhì)量不達標，從而影響管節(jié)之間的連接質(zhì)量，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力管樁接頭技術(shù)，成了廣大工程技術(shù)人員努力思考的主要方向之一。在本發(fā)明之前，中國發(fā)明專利“預(yù)應(yīng)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(jié)端板的同時焊接抗彎板的預(yù)應(yīng)力管樁接頭連接技術(shù)。該技術(shù)方案屬于傳統(tǒng)焊接連接技術(shù)的改良版，通過額外加設(shè)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(shù)仍然存在焊接技術(shù)要求高、焊接質(zhì)量不達標影響連接效果等不足，同時該技術(shù)額外加設(shè)抗彎板增加了工程費用。中國發(fā)明專利“一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的內(nèi)置式機械快速接頭裝置”(專利號:ZL201010284318.9)公開了一種內(nèi)置式機械快速接頭裝置，該技術(shù)裝置為帶一圈內(nèi)齒的內(nèi)齒轉(zhuǎn)盤，安裝在上下端板之間，內(nèi)齒與端板加固圈和端板內(nèi)表面形成的預(yù)留鎖緊空間鎖緊連接；該技術(shù)方案較傳統(tǒng)焊接連接技術(shù)更能有效保證管節(jié)連接的成功率，但是在管節(jié)之間增設(shè)內(nèi)置式機械接頭裝置增加了工程造價，且安裝相對復(fù)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(yù)應(yīng)力管樁的基礎(chǔ)上，相關(guān)工程技術(shù)人員開發(fā)了預(yù)應(yīng)力楔形管樁。預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，上部樁徑大、下部樁徑小，導(dǎo)致管節(jié)之間連接接頭相對更困難，且目前尚未有針對預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭問題的技術(shù)方案。因此，開發(fā)一種可以高效連接預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，及其有效提高其施工效率、提高預(yù)應(yīng)力管樁的抗彎和抗剪能力的接頭技術(shù)施工方法成為一個刻不容緩的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足和缺陷，解決預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)之間接頭困難及其處理不當(dāng)導(dǎo)致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題，提出一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)及其施工方法，利用楔形管節(jié)上下部樁徑差，在直徑小端外側(cè)和直徑大端內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋，將兩根管節(jié)對應(yīng)擰緊，并安插銷釘使上下管節(jié)連成一體；通過預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管樁內(nèi)側(cè)的注漿管和管樁側(cè)壁的注漿孔對兩管節(jié)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(fā)明采用的技術(shù)方案為:在工廠生產(chǎn)上端直徑大、下端直徑小的預(yù)應(yīng)力楔形管樁，預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)下端0.5 - 0.8 m長段外徑與另一根管節(jié)的上端0.5 - 0.8 m長段內(nèi)徑相等，管節(jié)上下端對應(yīng)位置對稱布置4個銷釘孔；預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)內(nèi)側(cè)預(yù)埋注漿管，注漿管在管節(jié)下端側(cè)壁注漿孔穿出；施工時，下沉第一根管節(jié)之后，將第二根管節(jié)旋轉(zhuǎn)擰緊在第一根管節(jié)上端，然后從銷釘孔安插銷釘，完成后下沉第二根管節(jié)，整體完成沉樁后，通過注漿管對兩管節(jié)連接段樁周土體進行注漿；從而最終完成施工?！N預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)的施工方法，包括以下技術(shù)步驟:
(1)首先在工廠制作生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)的模具，采用先張預(yù)應(yīng)力法生產(chǎn)設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節(jié)長度根據(jù)設(shè)計需求確定；預(yù)制管節(jié)的同時，在管節(jié)上端外側(cè)和下端內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋，管節(jié)下端設(shè)計位置預(yù)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，并將預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場；
(3)采用靜壓機靜壓施工第一根預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)；
(4)下沉施工完成第一根管節(jié)后，吊裝第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，將第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)下端插入第一根管節(jié)上端內(nèi)，并順著螺紋擰緊兩根管節(jié)連接；
(5)擰緊兩根管節(jié)之后，從對應(yīng)的貫穿兩根管節(jié)的銷釘孔中插入銷釘，并用螺帽擰緊，完成第一根管節(jié)與第二根管節(jié)之間的連接；
(6)靜壓施工沉入第二根管節(jié)，續(xù)而，重復(fù)(4)- (5)施工步驟，完成后續(xù)幾根管節(jié)的連接和沉樁施工；
(7)完成所有管節(jié)沉樁施工后，通過預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)內(nèi)側(cè)的注漿管對管節(jié)連接段周圍進行注漿處理，完成最后的預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)施工。所述的預(yù)應(yīng)力楔形管樁,管節(jié)長度為8-12 m,管節(jié)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(jié)上端的內(nèi)徑與下端的外徑一致；管節(jié)上端
0.5 - 0.8 m段內(nèi)側(cè)加設(shè)螺紋，管節(jié)下端0.5 - 0.8 m外側(cè)加設(shè)螺紋，且管節(jié)上下端0.5-0.8 m段內(nèi)對應(yīng)位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔；管節(jié)下端0.6 - 0.9 m處對稱設(shè)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(jié)管節(jié)為常規(guī)等直徑預(yù)應(yīng)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(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管節(jié)的內(nèi)側(cè)，并與管節(jié)下端側(cè)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，漿液注漿后一方面對接頭起到封裝作用，減少其遭受腐蝕的可能性，另一方面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(fā)明的優(yōu)點和效果在于:利用楔形管節(jié)上下部樁徑差，在直徑小端外側(cè)和直徑大端內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋，將兩根管節(jié)對應(yīng)擰緊，并安插銷釘使上下管節(jié)連成一體；通過預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管樁內(nèi)側(cè)的注漿管和管樁側(cè)壁的注漿孔對兩管節(jié)連接段樁周土進行注漿加固形成擴大頭，從而解決預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)之間接頭困難及其處理不當(dāng)導(dǎo)致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題。與傳統(tǒng)焊接法預(yù)應(yīng)力管樁接頭技術(shù)方法相比，本發(fā)明方法施工方便，施工成本低，對工程施工人員的技術(shù)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，便于質(zhì)量控制，經(jīng)濟效益明顯，處治效果顯著。


圖1為本發(fā)明的接頭施工完成后結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的接頭結(jié)構(gòu)俯視示意 其中，I為第一根預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)，2為第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，3為第三根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，4為管節(jié)下端外側(cè)螺紋，5為管節(jié)上端內(nèi)側(cè)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(jié)下端側(cè)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(jié)合附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明的保護范圍并不僅僅局限于本實施方式的描述。由圖1-圖2所示，一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)由第一根預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)1，第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)2，第三根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)3，管節(jié)下端外側(cè)螺紋4，管節(jié)上端內(nèi)側(cè)螺紋5，銷釘孔6，帶帽銷釘7，螺帽8，注漿管9，管節(jié)下端側(cè)壁注漿孔10，注漿漿液與土體混合物11組成。首先在工廠制作生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)2的特制模具，采用先張預(yù)應(yīng)力法生產(chǎn)設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)2，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節(jié)長度根據(jù)設(shè)計需求確定，一般在8-12 m之間，管節(jié)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(jié)上端的內(nèi)徑與下端的外徑一致；預(yù)制管節(jié)的同時,在管節(jié)上端0.5 -
0.8 m段內(nèi)側(cè)加設(shè)螺紋5，管節(jié)下端0.5 - 0.8 m外側(cè)加設(shè)螺紋4，且管節(jié)上下端0.5 -
0.8 m段內(nèi)對應(yīng)位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔6 ;管節(jié)下端0.6 - 0.9 m處對稱設(shè)置兩個直徑為5-20 mm的注漿孔10 ;在預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)內(nèi)側(cè)預(yù)埋直徑5_20 mm的壓力注漿管9，并與管節(jié)下端側(cè)壁的注漿孔10連接；為提高基樁樁端阻力，最底下一節(jié)管節(jié)為常規(guī)等直徑預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)I。在工廠制作直徑為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，并將預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)和銷釘7運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場；采用靜壓機靜壓施工第一根預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)1，沉樁速度控制在10-20 mm/s ;下沉施工完成第一根管節(jié)I之后，吊裝第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)2，將第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)2下端插入第一根管節(jié)I上端內(nèi)，并順著螺紋4和5擰緊兩根管節(jié)連接；擰緊兩根管節(jié)之后，從對應(yīng)的貫穿兩根管節(jié)的銷釘孔6中插入銷釘7，并用螺帽擰緊，完成第一根管節(jié)I與第二根管節(jié)2之間的連接；靜壓施工沉入第二根管節(jié)2，續(xù)而，重復(fù)上述施工步驟，完成后續(xù)幾根管節(jié)的連接和沉樁施工；完成所有管節(jié)沉樁施工后，通過預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)內(nèi)側(cè)的注漿管9對管節(jié)連接段周圍進行注漿處理，完成最后的預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)施工。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，在工廠預(yù)制預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，管節(jié)上端內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋和銷釘孔，管節(jié)下端外側(cè)對應(yīng)設(shè)置螺紋和銷釘孔，其特征在于:管節(jié)下部側(cè)壁設(shè)置注漿孔，管節(jié)內(nèi)側(cè)預(yù)埋注漿管，連接兩管節(jié)的一根管節(jié)上端內(nèi)徑與另一根管節(jié)下端外徑相等；兩根管節(jié)上下端對應(yīng)擰緊并安插銷釘，待所有管節(jié)連接并打樁沉入設(shè)計位置之后，通過預(yù)埋的注漿管對兩管節(jié)連接段進行注漿處理。
2.基于權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)的施工方法，包括以下技術(shù)步驟: (1)首先在工廠制作生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)的模具，采用先張預(yù)應(yīng)力法生產(chǎn)設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，兼顧考慮施工和運輸方便，各管節(jié)長度根據(jù)設(shè)計需求確定；預(yù)制管節(jié)的同時，在管節(jié)上端外側(cè)和下端內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋，管節(jié)下端設(shè)計位置預(yù)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，并將預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場； (3)采用靜壓機靜壓施工第一根預(yù)應(yīng)力管樁管節(jié)； 其特征在于:還包括以下技術(shù)步驟: (4)下沉施工完成第一根管節(jié)后，吊裝第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)，將第二根預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)下端插入第一根管節(jié)上端內(nèi)，并順著螺紋擰緊兩根管節(jié)連接； (5)擰緊兩根管節(jié)之后，從對應(yīng)的貫穿兩根管節(jié)的銷釘孔中插入銷釘，并用螺帽擰緊，完成第一根管節(jié)與第二根管節(jié)之間的連接； (6)靜壓施工沉入第二根管節(jié)，續(xù)而，重復(fù)(4)- (5)施工步驟，完成后續(xù)幾根管節(jié)的連接和沉樁施工； (7)完成所有管節(jié)沉樁施工后，通過預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)內(nèi)側(cè)的注漿管對管節(jié)連接段周圍進行注漿處理，完成最后的預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)施工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，其特征在于:預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)長度為8-12 m,管節(jié)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(jié)上端的內(nèi)徑與下端的外徑一致；管節(jié)上端0.5 - 0.8 m段內(nèi)側(cè)加設(shè)螺紋，管節(jié)下端0.5 - 0.8 m外側(cè)加設(shè)螺紋，且管節(jié)上下端0.5 - 0.8 m段內(nèi)對應(yīng)位置對稱布置4個孔徑為10-30 mm的銷釘孔；管節(jié)下端0.6 - 0.9 m處對稱設(shè)置兩個直徑為5_20mm的注漿孔；最底下一節(jié)管節(jié)為常規(guī)等直徑預(yù)應(yīng)力管樁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，其特征在于:注漿管為直徑5-20 mm的壓力管，注漿管預(yù)埋在預(yù)應(yīng)力楔形管節(jié)的內(nèi)側(cè)，并與管節(jié)下端側(cè)壁的注漿孔連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)，其特征在于: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(yù)應(yīng)力楔形管樁接頭技術(shù)及其施工方法，在工廠生產(chǎn)帶螺紋、銷釘孔、注漿管和注漿孔的預(yù)應(yīng)力楔形管樁，利用楔形管節(jié)上下部樁徑差，將兩根管節(jié)對應(yīng)擰緊并安插銷釘；沉樁完成后，通過預(yù)埋的注漿管對兩管節(jié)連接段進行注漿，使樁周土形成擴大頭，從而解決預(yù)應(yīng)力楔形管樁管節(jié)之間接頭困難及其處理不當(dāng)導(dǎo)致基樁整體抗彎、抗剪強度低等問題。本發(fā)明技術(shù)方法施工方便，施工成本低，對工程施工人員的技術(shù)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，便于質(zhì)量控制，經(jīng)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(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者孔綱強, 劉漢龍, 楊慶 申請人:河海大學(xué)