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TCECS51*-2018 混凝土预制桩啮合式机械连接技术规程.pdf

TCECS51*-2018 混凝土预制桩啮合式机械连接技术规程.pdf简介：

"混凝土预制桩啮合式机械连接技术规程(TCECS51*-2018)" 是由中国土木工程学会编著的一份技术规程。这份规程主要针对的是混凝土预制桩在建筑工程中，特别是在使用啮合式机械连接技术时的相关规范和标准。啮合式机械连接技术是一种用于增强预制混凝土桩与基础的连接强度，提升整体结构稳定性的连接方式，它通过特殊的连接装置实现桩与桩、桩与承台之间的高效、可靠连接。

TCECS51*-2018 规程详细规定了该连接技术的设计、施工、检验和验收等方面的要求，包括连接件的选择、安装方法、质量控制、性能检测以及在不同地质条件下的应用指导等。它为确保混凝土预制桩的连接质量，防止施工过程中的安全问题，提供了科学的指导依据，对于混凝土预制桩工程的施工质量控制和工程安全具有重要意义。

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1 总 则 （33) 2 术语和符号 （3*） 3 啮合式机械连接技术要求 （35） 3.1 一般规定 （35） 3.2 接头性能 （35) *设 计 (38) 5 施 工 (*2) * 验 收 (*3) *. 1 一般规定 (*3) *.2 质量检查 （*3) *.3 质量检测 （*3) *.* 验收技术资料· （**)

附录A啮合式机械连接构造

1.0.1、1.0.2本规程根据自前国内混凝土预制桩机械连接的应 用情况，总结经验，选定了质量可靠，适应性强，工艺先进的啮合式 机械连接技术。 1.0.*桩基础设计、施工尚应符合国家现行标准包括《先张法预 应力混凝土管桩》GB13*7*、《预制钢筋混凝土方桩》JC93*、《预应 力混凝土空心方桩》JG197、《建筑桩基技术规范》JGJ9*、《建筑地 基基础设计规范》GB50007等。

2.1.*上节桩下端的端板带有螺栓孔，称带孔端板；下节桩上端 的端板带有连接槽，称带槽端板，连接上、下节桩的连接零件，称连 接销《风机盘管机组 GB/T 19232-2003》，连接销两端均为圆形截面，一端加工成螺丝牙，称为螺栓齿 端，另一端加工成锯齿形齿牙，称为圆形啮合齿端

2考虑啮合式机械连接部件质量要求较高，为确保安全 规定加工的材料必须符合有关国家标准，要求生产厂家提供产 格证。

法预应力混凝土管桩》GB13*7*中管桩抗弯试验进行。 1使用简支梁对称加载装置，如图1所示。将连接好的混凝 土预制桩平放，加载力P的方向与桩中线垂直（可垂直于地面，也 可平行于地面）。 2两节桩连接后，应使机械连接接头位于跨中处，如图1所 示。

图1管桩啮合式接头受弯承载力试验示意图

3试验时的选用桩长、加载程序及弯距计算公式可参照国家 现行标准《先张法预应力混凝土管桩》GB13*7*中的有关规定。 *混凝土预制桩机械连接的极限弯矩可参照国家现行标准 《先张法预应力混凝管桩》GB13*7*、《预应力混凝土空心方桩 JG197、《预制钢筋混凝土方桩》C93*中规定相应的数值。 5混凝土预制桩机械连接抗弯极限承载力的确定原则为当 加载产生的弯矩达到混凝土预制桩桩身极限弯矩时，机械连接接 头未破坏。 3.2.3单个连接销轴心受拉承载力是依据单个连接销轴心受拉 试验得出，在进行受拉试验时，带有连接口的固定夹具应与试验设 备连接且固定，连接槽壳固定在连接口下方，连接销穿过连接口插 入连接槽内并与连接块啮合到位，如图1所示；其受力情况与带槽

3.2.3单个连接销轴心受拉承载力是依据单个连接销轴心受拉 试验得出，在进行受拉试验时，带有连接口的固定夹具应与试验设 备连接且固定，连接槽壳固定在连接口下方，连接销穿过连接口插 入连接槽内并与连接块啮合到位，如图1所示；其受力情况与带槽 端板、连接口、连接槽和连接销圆形啮合齿端的实际受力情况一 致。带有内螺纹的拉拔夹具与连接销的螺栓齿端接合，其受力情 况与带孔端板、螺栓孔和连接销螺栓齿端的实际受力情况一致。 对拉拨夹具加载拉拨力P，如图2所示。加载力P的方向与

3.2.3单个连接销轴心受拉承载力是依据单个连接销

图2单个连接销受拉试验示意图

连接销轴线一致垂直于地面（连接销的轴线与地面垂直）。连接销 的最小拉力不得少于255飞N，即连接销断裂时、连接销拉脱时或 连接销连接块齿牙破坏时，拉力不得小于255kN；或者拉力为 255kN时连接销完好。 根据国家法定检测机构出具的*份连接销抗拉检测报告，检 测共*个批次，每批次3组，共12组单个连接销的抗拨检验数据， 其中3组抗拉力分别为371.1kN时啮合齿拔出，*11.5kN和 10*.9kN时螺纹端断裂：另外，3组拉力均为2*0kN时，1组拉力 为259kN时、1组拉力257kN时、*组拉力均为255kN时，连接销 完好。

*.0.2混凝土预制桩的接桩处是耐久性的薄弱环节，超过3个接 头的应有可靠有效的防腐蚀措施。 *.0.3混凝土预制桩基为抗拨桩时：如采用焊接连接，焊缝质量 受到操作环境、焊工技术素质、施工速度、焊缝检测和监管力度等 诸多因素影响，难以保证，根据现行行业标准《建筑桩基技术规范 JG9*的规定，接头焊接层数不得少于2层，焊接后应自然冷却8 分钟，如焊接没有对称进行且焊缝达不到连续、饱满，自然冷却时 间不到8分钟即进行锤打或沉桩，未冷却的焊缝在遇到地下水或 在锤打过程中容易出现开裂脱焊：抗拔桩采用啮合式机械连接，其 连接质量得到保障。 混凝土预制桩基础宜采用机械连接的原因： 1现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007中规定 “当基础处于侵蚀性环境或受温度影响时，尚应符合国家现行的有 关强制性规范的规定，采取相应的防护措施”。国家标准将工程中 防腐蚀的问题放在非常重要的章节中提出来，表明了对防腐蚀问 题的重视。混凝土预制桩采用焊接法，对接头焊缝按规范要求作 刷涂料防锈处理，但如果涂在桩身和接头上的防锈漆未经干固，在 沉桩过程中会被砂土摩擦掉。 啮合式机械连接能满足防腐蚀要求，中国工程建设标准化协 会防腐蚀专业委员会评估：“啮合式接头可用手水土腐蚀性等级为 强、中，弱的环境中”。 2003年广东省汕尾市某部队综合楼工地，场地位于沿岸边 上，距正常海边线约*0m，地下水与海水有一定水力联系，勘探测

得地下水位理深3m~3.5m，地下水为天气降水和海水补给，地下 水与海水对砼具有中等到强腐蚀作用，对钢筋具中等腐蚀作用 项目桩基采用PHC300管桩，桩连接采用啮合式机械连接，管桩 连接时，连接销满涂沥青涂料，在连接槽内注人沥青涂，在端板面 应满涂厚度3mm的沥青涂料·连接销插入连接槽内，加压使上下 节桩的端板接触，并采用电焊封闭上下节桩的接缝，电焊层数为1 层，达到双保险的作用。根据现场施工记录和抗拔检测报告、静载 检测报告显示，桩基满足各项指标要求，该楼房使用至今桩基未发 现异常。 2在砂土层较厚、或布桩较密集的条件下，因机械连接比焊 接接头大大缩短接桩的时间，可降低土壤固结和挤土效应对管桩 受力的影响。 2013年福建省福州市某污水处理厂厂区及厂外管网三期工 程厂区第2标段工程项目，桩基采用PHC*00管桩，桩连接采用 啮合式机械连接，该项目布桩较密集、挤土效应较大。预应力混凝 土管桩采用啮合式机械连接缩短接桩时间，降低土壤固结和挤土 效应对管桩受力的影响。根据现场施工记录和抗拨检测报告、静 载检测报告显示，桩基满足各项指标要求。 3机械连接接桩可不受天气如下雨、下雪等恶劣施工环境的 影响，其优越性是尤为明显。 2008年辽宁省盘锦市某船工业基地污水处理厂工程，项目 桩基采用PHC3O0管桩，桩连接采用啮合式机械连接，并且在冬 季施工。施工期间环境温度处于0以下，并且时有雨雪天气，啮 合式机械连接不受温度和天气影响，项自在低温及雨雪等恶劣施 工环境中仍能顺利完工，根据现场施工记录和抗拔检测报告、静载 检测报告显示，桩基满足各项指标要求

*.0.*根据啮合式机械连接的特点，介绍连接的适用范围。复

接是指管桩连接时先采用啮合式机械连接接桩，然后再按 业标准《建筑桩基技术规范》JGJ9*的规定，对管桩连接处

接处理。管桩连接同时具有啮合式机械连接和焊接连接的双重保 险。

*.0.5根据多组啮合式机械连接的有限元分析结果，并考虑到机 械连接需要在端板上开孔，预应力筋与连接销的距离往往较小，因 此当机械连接的端板满足本标准有关的厚度、尺寸要求时，桩接头 抗拉承载力按本公式计算。 根据上海某建筑技术发展有限公司2013年*月8日出具的 普陀区某地块检测报告的相关数据，PHC500AB125机械接头管 桩入土深度分别为31m32m、33m，共10根桩。其中*根桩的抗 拔力最大加载值为1*00kN，*根桩的抗拔力最大加载值为 1500kN，且桩未破坏。 另外，于2015年1月30日，在南京某管桩有限公司内，对3 组PHC500AB125机械接头管桩以及3组PHC*00AB130机械接 头管桩进行抗拉试验检测。PHC500AB125机械接头管桩，其中1 组抗拨力加载值为1350kN时、2组抗拨力加载值为1*00kN时， 端板上部分预应力筋镦头拉脱及主筋锚孔破坏。PHC*00AB130 机械接头管桩3组抗拔力加载值均为1*00kN时，端板上部分预 应力筋头拉脱及主筋锚孔破坏。 上述数据均与有限元分析报告的相关抗拉分析结果对应。

*.0.7啮合式机械连接的抗剪计算参考现行国家标准《钢

*.0.7啮合式机械连接的抗剪计算参考现行国家标准《钢结构设 计规范》GB50017中普通螺栓抗剪承载力计算公式CJJ **-2009 粪便处理厂设计规范，但考虑到连 接销布置的环向长度较长，容易造成连接销承受的剪力不均匀，因 此将抗剪承载力乘以0.7的折减系数。 2015年1月31日，南京某管桩有限公司对3组 PHC500AB100机械接头管桩以及3组PHC*00AB110机械接头 管桩进行抗剪试验检测，PHC500AB100机械接头管桩3组最大 加载值为280kN时，均接头完好、且管桩桩身未出现裂缝，符合 GB13*7*一2009对管桩抗剪性能的要求。

PHC*00AB110机械接头管桩3组最大加载值为37OkN时， 均接头完好、且管桩桩身未出现裂缝，符合现行国家标准《先张法 预应力混凝土管桩》GB13*7*一2009对管桩抗剪性能的要求。 上述数据均与有限元分析报告的相关抗剪分析结果对应

5.0.1在混凝主预制桩基础施工前，应编制有针对性施工方案， 因上下节桩不能加工错误，工程人员应通过参阅地质勘探资料和 设计要求做好配桩计划，这是实施工程进度计划和节约成本的手 段。

须根据机械连接类型选用端板《额定电压*50/750V及以下橡皮绝缘电缆 第8部分：特软电线 GB/T 5013.8-2013》，而且每次再接入桩节的上端或下 端应分别为同一种接头类型的端板，绝对不能搞错，配桩时必须认 真核准。

接槽和螺程孔不受运输和施工过程中砂土等杂物的堵塞、污染，故 管桩生产过程中已经在连接槽口和螺栓孔口填塞了泡塑保护块。 接桩前应把泡塑保护块剔除，用刷子把桩端端板清理干净，使接桩 能迅速完成。

*.1.1工程验收所提交的资料，除机械连接部件质量合格证外， 其他均与混凝土预制桩基础工程的要求是一致的。 *.1.2机械连接只是混凝土预制桩基础工程施工其中的一个工 序，对混凝预制桩生产及混凝王预制桩基础施工的质量检查与 验收，应符合国家的有关标准，涉及特殊要求的须按本规程执行。