成果名称: 灌注桩内外双钢环锁定连接抗拔静载试验关键技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司,深圳市盐田区工程质量安全监督中心,中冶建筑研究总院(深圳)有限公司
主要人员: 王光辉,邓志宇,罗军,雷斌,郑俊峰,阮灿辉,黄光裕,伍嘉润,郝斌,梁启亮
介绍:

    1.课题来源与背景: 目前,在进行混凝土灌注桩竖向抗拔静载试验时,大多采用传统焊接法连接,首先在试桩两侧支墩顶面架设一条反力主梁,主梁中间吊放千斤顶,千斤顶上再吊放反力加筋圆钢墩,然后截取数根与桩身主筋直径相同的延长钢筋(长度3-4m),各延长钢筋的底端分别与主梁下方投影外侧的桩顶钢筋采用搭接焊接,顶端逐根依次焊接在千斤顶上方的圆钢墩两侧,焊接完成后,连接仪器设备开始加卸载试验,试验结束后,逐一将各延长钢筋两端分别从圆钢墩侧面和桩顶钢筋搭焊处烧割解除废弃。当进行下一根桩试验时,再重复上述步骤。 传统连接方法存在四个明显的问题,一是受桩顶上方反力主梁宽度影响,主梁下端有4~8根桩顶预留钢筋无法焊接延长至千斤上方的圆钢墩侧面,不能承担试验拉力,尤其是在设计配筋储备有限的情况下,很难满足检测规范要求(最大加载至2倍抗拔力设计特征值);二是该方法常需2名专业焊工试验现场连续进行焊接作业,一般需耗时1-3天,既浪费较多人工和钢筋,还常常在试验加载过程中因钢筋脱焊断开导致试验中止,须补焊后再重新开始检测;三是试验结束,延长钢筋解除后不能重新使用,四是圆钢墩侧面焊渣清除需要乙炔氧气枪配合,工作量大且耗时长,如清理不彻底下一根桩焊接时极易产生虚焊,严重拖延检测进度。如何解决这一系列难题是本次课题研究重点。

    2. 技术原理及性能指标: 2.1 技术原理 本技术采用内外双钢环作为反力传导连接系统的主要构件。首先在钢筋间隙平行放置2-5条中空钢梁,钢梁两端分别置于桩身外的调节支腿上,分别将内、外钢环吊放在钢筋笼内、外侧,并置于各中空钢梁顶面,将灌注桩顶预留钢筋夹于内外钢环间隙中,通过锚具将所有钢筋顶端锁紧在内外双钢环顶面;高强螺纹钢顶端拧上法兰螺母吊挂在千斤顶上方反力顶盘的排状钢板间隙顶面,高强螺纹钢下端穿过中空钢梁用钢垫板及螺母固定在钢梁底面,形成一种新型的抗拔桩试验加载传力系统;在启动油泵后,千斤顶顶升荷载通过上方的反力顶盘使高强螺纹钢承受上拔力,高强螺纹钢通过中空钢梁将上拔力传递给其上的内外双钢环,双钢环再通过锚具将上拔力传递给桩顶预留钢筋,预留钢筋牵引灌注桩身承受向上的拉拔荷载。此时,利用架设在桩顶的位移传感器观测桩顶上拔位移量,完成灌注桩竖向抗拔试验。 2.2 性能指标 内外双钢环是传递试验荷载承上启下的主要构件,选用Q355B钢材加工成圆环形,依据桩径配套加工,分为同心内环和外环,外环嵌套在内环外围,桩顶钢筋位于内外钢环间隙中;中空钢梁长1.8m宽0.18m,用于承载双钢环锁定桩顶钢筋的压力;反力顶盘长1.5m宽0.7m,主要用于传递千斤顶的顶升荷载。

    3. 技术的创造性与先进性: 3.1 检测效果好 本技术采用一种新型的内外双钢环锁定连接方法,该连接方法充分利用桩顶预留钢筋(长度35d),锁定全部配筋承受试验荷载。避免了传统焊接法主梁底部钢筋无法焊接延长承受试验荷载的弊端。同时本技术可在正式试验开始之前进行预加载,通过预加载拉直部分弯曲钢筋,卸载之后调节锚具重新锁紧预留钢筋,传力高强度螺纹钢通过旋转螺母调节间距,将预加载产生的位移钢筋重新锁紧固定,确保试验过程中受力均匀。解决了传统焊接连接方耗时长、加载过程中钢筋脱焊断裂的问题。 3.2 检测工效高 采用新型的内外双钢环,现场无需焊接作业,在吊车配合下,两名技术工人仅用2~4小时即可完成安装连接工作,大大缩短了现场试验准备时间,显著提高了检测效率。 3.3 综合成本低 本技术采用新颖的装配式组装及拆卸设计,中空钢梁、内外双钢环及高强螺纹钢均可重复使用,桩顶预留钢筋也无需焊接延长钢筋,装拆快捷,既节省了人工成本和材料,又大大提升了检测工效。

    4.技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本技术已经在多个项目中得到应用,形成了完善的操作规程,并且制定了一系列质量、安全技术标准,经过实践的检验,证明本工法的具有良好的可操作性,并且施工过程安全、便捷。 适用范围:可根据不同桩径的灌注桩提供配套的内外双钢环,适用于φ800~φ1500直径灌注桩竖向抗拔静载试验,试验荷载2000kN~6000kN。

     5. 应用情况及存在的问题: 本技术已经通过“盐田区梅沙街道小梅沙片区城市更新单元觐海广场工程”、“盐田区梅沙街道小梅沙片区城市更新单元02-09、02-10地块与地铁小梅沙站密不可分工程”、“福田区梅林街道腾和大厦桩基础工程”等多个项目的灌注桩抗拔试验应用,展现出显著的优点,现场无需焊接,安装方便,大大缩短准备工作时间,为灌注桩抗拔静载试验提供了一种创新、实用的检测技术,大大加快了项目检测进度,得到了建设单位、设计单位和监理单位的一致好评,取得了显著的社会效益。

     6. 历年获奖情况: 无。

批准登记号:
登记日期: 2023-12-13
研究起止时间: 2020-06-05至2023-05-03
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省建筑业协会
评价日期: 广东省建筑业协会