摘要： 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在我省已廣泛采用，由于其接頭電焊焊接質(zhì)量難以保證，容易產(chǎn)生隱患。我公司研制開(kāi)發(fā)了嚙合式新型管樁（機(jī)械）快速接頭技術(shù)，被國(guó)家建設(shè)部列為2002年科技成果推廣項(xiàng)目，本文簡(jiǎn)要介紹一工程實(shí)例，以供工程界同仁參考。

　　關(guān)鍵詞： 樁 基礎(chǔ) 接頭 施工

　　1 引言

　　預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由于單樁承載力高，施工速度快，價(jià)格適宜等較多優(yōu)點(diǎn)，在華南、江浙和上海等地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。在眾多采用管樁基礎(chǔ)的工程中，發(fā)生了一些質(zhì)量事故，而這些事故中由于管樁接頭焊接質(zhì)量不良而引起的占了相當(dāng)比例，因此國(guó)內(nèi)外都在研究開(kāi)發(fā)非焊接接頭。管樁現(xiàn)場(chǎng)施打或靜壓時(shí)，一般均要接樁一至三次，目前多數(shù)工程是采用人工施焊，要求先對(duì)稱(chēng)點(diǎn)焊4～6點(diǎn)，再由兩名熟練焊工對(duì)稱(chēng)施焊，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿(mǎn)，不得有夾渣或氣孔，施焊層數(shù)應(yīng)在兩層以上。每個(gè)接頭一般約花20分鐘焊完，再等焊縫自然冷卻8分鐘后，才能繼續(xù)施打或壓樁。但施工實(shí)際情況，不少工地都馬虎從事，有的焊完后，兩、三分鐘即繼續(xù)施打沉樁，以致形成接頭淬火，打入土層后又難以檢查發(fā)現(xiàn)其弊端。當(dāng)接頭處于軟土層或淤泥中，高溫焊縫遇水引起脆裂，稍有偏壓時(shí)接頭就損壞，不少工程因接頭焊接質(zhì)量不良造成了隱患。鑒于焊接質(zhì)量受人為因素和天氣條件的影響，因此尋求一種安全可靠的非焊接接頭，十分迫切。近幾年來(lái)，我們公司在我個(gè)人和同事們的努力下，研制開(kāi)發(fā)了管樁嚙合式機(jī)械快速接頭，通過(guò)了廣東省建設(shè)廳組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定，并被國(guó)家建設(shè)部評(píng)定為《建設(shè)部2002年科技成果推廣項(xiàng)目》104項(xiàng)其中之一。

　　2 嚙合式（機(jī)械）快速接頭的構(gòu)造

　　新型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁嚙合式（機(jī)械）快速接頭技術(shù)，是在管樁樁端每個(gè)接頭的預(yù)埋鋼板上，均勻焊上數(shù)個(gè)接樁用的連接槽，內(nèi)藏鋼銷(xiāo)板和壓力彈簧，如圖1、2所示。

　　鋼銷(xiāo)板為帶齒牙向樁身的滑塊，用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，其后面以壓力彈簧緊固。管樁接駁時(shí)，首先把兩根接樁樁端預(yù)埋鋼板表面和鋼板上各個(gè)連接槽內(nèi)填塞的聚苯乙烯泡塑等雜物清理干凈，然后將連接銷(xiāo)（絲牙部分）涂上防水膠，待接樁用扳手旋入各根連接銷(xiāo)（絲牙部分）擰緊，連接銷(xiāo)有一半長(zhǎng)度外露，這時(shí)把待接樁吊起，清掃干凈連接銷(xiāo)，接著在連接槽內(nèi)涂抹適量的防水膠，然后讓樁端的各個(gè)連接銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)下部入土樁的連接槽后插入，從而使到連接槽內(nèi)的空隙被防水膠溢滿(mǎn)，使兩根樁通過(guò)連接銷(xiāo)的機(jī)械嚙合作用而緊密的連接起來(lái)。兩節(jié)樁的對(duì)接耗時(shí)1～2分鐘，即可繼續(xù)沉樁，相對(duì)傳統(tǒng)的焊接方法，工作效率提高80%以上，操作方便簡(jiǎn)捷。

　　新型機(jī)械接頭受力不少于樁身受力，能滿(mǎn)足各類(lèi)工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)工程中承壓、抗彎、抗剪、抗拔的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的連接。

　　3 工程實(shí)例簡(jiǎn)介

　　該項(xiàng)新型接頭，目前已在我省廣州、順德、佛山、汕尾和東莞等地的工程中應(yīng)用。以下介紹佛山賓館擴(kuò)建工程采用該項(xiàng)接頭技術(shù)的情況。該工程為地上5層、地下2層的公共建筑，作為該賓館大堂、商場(chǎng)、餐廳和會(huì)議廳之用，總建筑面積3.2萬(wàn)平方米。

　　3.1 工程地質(zhì)條件

　　該場(chǎng)地地勢(shì)較平坦，其工程地質(zhì)自上而下為：雜填土、淤泥質(zhì)土、細(xì)砂、中砂、粉質(zhì)粘土、中砂、粘土、鈣質(zhì)頁(yè)巖。采用預(yù)應(yīng)力管樁方案，樁端持力層放在鈣質(zhì)頁(yè)巖上。

　　地下水位埋藏深度介于1.2～1.6m，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性等級(jí)屬弱。下伏微風(fēng)化基巖相對(duì)較完整，作為基礎(chǔ)的持力層，就其地基條件而言是相對(duì)穩(wěn)定的。場(chǎng)地土在15m深度范圍內(nèi)，有軟弱的淤泥質(zhì)土和松散、稍密的細(xì)、中砂層，綜合評(píng)定場(chǎng)地土的類(lèi)型為中軟土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。場(chǎng)地飽和砂土在7度地震作用下部分將發(fā)生液化，液化等級(jí)屬于輕微～中等等級(jí)。

　　3.2 工程使用管樁情況

　　該工程采用框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，最大單樁軸向荷載設(shè)計(jì)值約10000 kN，該工程采用靜力壓樁法，用武漢市建筑工程機(jī)械廠生產(chǎn)的YZY660液壓式壓樁機(jī)，最大壓入力6600kN，主機(jī)額定壓力25Mpa，樁端持力層為鈣質(zhì)頁(yè)巖強(qiáng)風(fēng)化層。樁入土平均深度約為22米，抗拔樁和普通受壓樁全部采用嚙合式（機(jī)械）快速接頭進(jìn)行接駁?？拱螛恫捎忙?00mm-100A型PHC樁共69根，設(shè)計(jì)單樁抗拔承載力特征值為800kN，φ400mm-95A型PHC管樁102根，設(shè)計(jì)單樁抗拔承載力特征值為640kN。在該工程中使用的A型抗拔管樁，為了解決當(dāng)受力狀態(tài)抗拔時(shí)縱向鋼筋不能滿(mǎn)足抗拔力的要求，所以采取了一種切實(shí)可行又經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)化的處理方法：將φ400mm管樁的7條φ9mm鋼筋改為7條φ10.7mm鋼筋，通過(guò)計(jì)算抗拔強(qiáng)度從636kN提高到894.6kN，φ500mm管樁的10條φ9mm鋼筋改為9條φ10.7mm鋼筋，抗拔強(qiáng)度從908.8kN提高到1150.2kN，充分滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求，此種方法可解決現(xiàn)市場(chǎng)上普遍存在的B型管樁需預(yù)定生產(chǎn)且造價(jià)成本高的問(wèn)題。普通受壓樁采用φ500mm-100 A型PHC管樁292根，設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值為2000kN。施工時(shí)1根φ500mm樁位需時(shí)約30分鐘，φ400樁約20分鐘，比焊接接頭每樁要快15分鐘左右，大大加快了施工進(jìn)度，在抗拔管樁上使用“機(jī)械快速接頭”，其質(zhì)量、可靠性更優(yōu)越。

　　4 發(fā)展前景

　　嚙合式（機(jī)械）快速接頭與焊接接頭相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）接樁快速。以每個(gè)接頭的施工時(shí)間計(jì)算，采用焊接約需30分鐘，而（機(jī)械）快速接頭僅用時(shí)1～2分鐘。以φ400mm靜壓管樁為例，采用焊接每根樁有1個(gè)接頭計(jì)算，每臺(tái)班可施壓128m，若用（機(jī)械）快速接頭法施工則可達(dá)192m以上，以市場(chǎng)價(jià)40元/m計(jì)，接樁次數(shù)越多效益越顯著，特別是對(duì)工期要求緊迫的工地，還可以減少壓樁機(jī)械的投入從而節(jié)約臺(tái)班費(fèi)用。

　　（2）排除人為因素和天氣條件影響。（機(jī)械）快速接頭對(duì)工人的技術(shù)水平要求不太高，一般工人經(jīng)觀察實(shí)踐后即能操作，且容易做到合格。該項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有明火操作，在刮風(fēng)下雨條件下仍可施工，施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　?。?）防腐性和耐久性好。接頭的金屬零件均經(jīng)熱鍍鋅處理，鍍鋅層較厚，能在惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期使用，另在接頭處填涂了防水膠，以上兩項(xiàng)措施使其防腐性能更優(yōu)于焊接接頭表面涂防腐漆的效用。

　?。?）錘擊施工減少爛樁數(shù)量。當(dāng)巖面以上覆蓋較厚淤泥或軟土層時(shí)，樁頂受多陣錘擊，此時(shí)樁底遇到基巖反力是不對(duì)稱(chēng)不均勻的，則產(chǎn)生偏心彎矩，此彎矩隨錘擊加大而增加，對(duì)一些焊接質(zhì)量差的接頭，往往造成斷裂。同時(shí)由于焊接接頭是硬性的，而（機(jī)械）快速接頭是帶有彈性的，后者錘擊時(shí)有彈性緩沖作用，故爛樁數(shù)量會(huì)減少。

　?。?）綜合效益好。雖然接頭的連接改用連接銷(xiāo)后，樁端預(yù)埋鋼板及連接件的市場(chǎng)價(jià)會(huì)比原來(lái)提高10元/m，但從綜合效益來(lái)看是不會(huì)增加施工成本的。

　　嚙合式（機(jī)械）快速接頭技術(shù)起步還不久，已經(jīng)引起工程建設(shè)技術(shù)界的關(guān)注。目前φ600mm管樁接頭尚待研制開(kāi)發(fā)，隨著在工程中逐步推廣應(yīng)用，不斷總結(jié)提高，必將有著良好的發(fā)展前景。