摘要：本文简要介绍了预应力高强混凝土抗拔管桩连接接头的几种方式，从技术、生产、施工几个方面比较分析了各种连接方式的优缺点。管桩接头焊接连接是广泛使用的一种方式，机械啮合式连接是新型的值得推广的另一种连接方式。本文从工程实例出发，提出了该项目抗拔管桩连接接头的处理方法，以供参考。
关键词：预应力混凝土管桩；连接接头；机械接头；焊接连接
1 预应力混凝土管桩的应用情况
广东地区是预应力管桩在全国较早使用的省份之一。预应力混凝上管桩在广东地区于1984年开始研制，1985年建厂，1986年投入应用。经过三十年的发展，广东管桩在全国已发展成相当大的规模，管桩厂数量约60家，全世界最大的管桩厂在广东，预应力管桩已成为广东设计人员的首选桩型。预制混凝土管桩因其生产技术先进、工业化程度高、质量稳定、施工周期短等技术和经济优势，在国内也得到较快应用与发展，已成为基础工程的重要桩基形式。
2 预应力管桩的接头形式
管桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接（螺纹式和啮合式），其中焊接连接是应用最广泛的一种连接方式。啮合式机械快速连接接头2001年8月通过了广东省建设厅组织的科学技术成果鉴定，并被国家建设部评定为《建设部2002年科技成果推广项目》104项之一。国标《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第7.3节对焊接接桩、机械快速螺纹接桩和机械啮合接头接头的施工工艺作了规范要求；广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》（DBJ/T15-22-2008）第6.4节；广东省标准《静压预制混凝土桩基础技术规程》（DBJ/T15-94-2013）第4.2节也对焊接连接和机械啮合接头接头的施工工艺作了技术要求；广东省标准《预应力混凝土管桩机械啮合接头技术规程》（DBJ15-63-2008）专门对机械啮合接头连接作了规范。管桩几种接头形式的施工工艺要求可参照以上有关条文执行。
3管桩连接方式的优缺点分析
(1)管桩端板焊接连接接头，优点：直接相连、构造简单、用料经济、制作加工方便、连接密闭性好。缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材金相组织发生改变，导致局部材质变脆；对于受拉构件而言，焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，冷脆问题较为突出。熟练工按规程操作，现场连接接头所需时间较长，约需30分钟。受施工条件和工人技能水平影响较大，焊接水平参差不齐，质量难以保证。
(2)管桩机械连接（螺纹式和啮合式）接头，优点：对中机构确保桩身垂直度，桩身轴心受力，受力计算明确。工厂标准化生产，质量稳定；不用明火作业，施工安全性提高；施工受气候条件影响小，即使在恶劣的天气中也能保证接头质量。现场连接接头所需时间较短，机械螺纹连接需时约8分钟，机械啮合连接需时2-3分钟。○4抗腐蚀性好，接头金属件经过表面镀锌处理，机械啮合连接接头处还可以填涂沥青等防水涂料，防腐性能优于焊接接头表面涂防腐漆。另外，机械啮合式接头还有其独特的特点：适用静压沉桩，也适用锤击沉桩。机械啮合连接接头带有弹性，锤击时有缓冲作用，相比焊接连接，在受到基岩不对称不均匀的反力产生的偏心弯矩时，断桩数量少。端板接头构件中，只有螺栓孔和连接槽口是开口，其它部位处于密闭状态。在管桩预制过程中，将端板的孔口和槽口封堵，就能保证混凝土浆不流入螺栓孔和连接槽，易保护，耗时少。可根据设计受力要求在管桩厂预制时调整连接销的数量和规格，生产更具灵活性。
(3)机械螺纹连接接头的缺点是：锤击沉桩有可能造成螺母松动，降低螺纹连接承载力。在管桩预制过程中，必须保护螺纹和螺母不受混凝土浆污染，防止螺纹失效。由于螺纹和螺母是暴露在外面，保护工序较为繁琐，影响管桩生产工效，难以满足大批量需求。
（4）机械接头在进行桩身完整性小应变检测时，接头处的波形图可能会产生波形异常、反射幅值突变，易误判为断桩。管桩连接之前，可在桩端处涂抹益胶泥等材料，让连接接头能有效传递弹性波，并在检测时根据波形图情况采用孔内摄像法辅助检查。
4 工程实例
珠海市金湾区某高层地下室，据详勘报告，场地地层自上而下依次为：
素填土层：黄褐色、灰色，湿，欠压实，层厚1.1～3.2m；
○2淤泥层：深灰色、灰黑色，饱和，流塑，层厚1.3～22.4m；
○3粉质粘土层：青灰色，局部灰黄色，饱和，可塑，层厚1.3～7.5m；
○4中砂层：青灰色，饱和，稍-中密，层厚1.0～10m；
○5全风化花岗岩：褐黄、灰白等色，极软岩，层厚3.2～15m
○6强风化花岗岩：岩质坚硬，层厚较大，大部分钻孔未钻穿此层。
本工程地下室建筑面积约4万平方米，地下两层，抗浮水位8.2米，抗拔管桩采用PHC500-125-AB桩，单桩承载力承压2200kN，抗拔550kN。桩长52～65米，以强风化花岗岩层作为持力层。根据以上地质条件，管桩接头采用机械啮合接头，但由于供货工期紧、造价高等原因不能满足建设单位要求，管桩接头后改为焊接连接，考虑到场地淤泥层较厚以及焊接施工时的一些弊端，本工程在设计中采用了桩身加钢筋笼细石混凝土灌芯的构造措施。桩身灌芯大样如图所示。
5 结论
根据上述分析，目前管桩接头方式主要为焊接连接，因其构造简单、用料经济、施工方便被大量采用。啮合式机械快速接头是一种新型连接接头，对中性好，受力更合理，施工便捷，质量稳定，抗拔性能较好，综合经济效益显著，具有很高的推广应用价值。几种连接接头各有优缺点，设计人员应本着设计与施工能做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境的原则根据各项目自身的特点选择合适的管桩接头方式。
论文作者:叶飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/13
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