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时间：2024-03-02 15:30:21 下载该word文档

新型预制管桩连接构件技术
摘要：近年来预制管桩的连接大部分依靠传统的焊接工艺来完成，但是焊接连接过于依赖焊工的技术水平，施工质量无法完全保证。本文提出一种新型预制管桩连接构件，即可以保证预制管桩连接的施工效率及施工质量，又容易操作。符合当下预制管桩施工进度的快速要求，对以后的预制管桩连接构件研究奠定了基础。
关键词：新型预制管桩连接构件技术。1.

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引言
传统预制管桩连接分为焊接连接和机械连接，但是两种连接方式都有其不足之处，施工质量过于依赖专业技工的技能水平，而且施工时间较长，对于那种体量大、工期紧的施工项目无法适用。预制管桩新型连接构件具有快速安装，且保证施工质量，安装方法简单易懂，适用于现今预制管桩快速连接的需求。
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预制管桩传统连接方式
随着现代建筑施工技术快速化发展，预制桩在桩基工程中越来越普及化，预制桩在未来的建筑桩基工程中所占比重越来越大，而预制桩的连接越来越受到关注。
以往的预制桩连接有焊接连接和机械连接，但是这两种方法在不同方面都有着不足，焊接连接需要焊接技术优良的技工，对预制管桩进行连接，此方法局限于焊工的焊接技术且耗时较长。机械连接需要人工对连接销进行加固，且连接销数量较多，费时费力。

以上两种方法当桩基工程量巨大时，都有一定的局限性，且难以满足施工现场快速施工的需求。随着预制桩基础的广泛运用，一种高效快速且质量保证的连接方式是现在预制桩连接施工迫切需的。
预制管桩接桩焊缝一般为二级焊缝，而现场接桩焊接工艺多为手工焊（焊条采用E4303J422）焊接质量不稳定，而且焊接过程还会产生诸多如下列质量通病问题：
（1）焊缝尺寸不符合要求。主要指焊缝高低不平、宽窄不一，余高过高和不足等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的承载能力；焊缝尺寸过大会增加焊接工作量，使焊接残余应力和焊接变形增加，造成应力集中。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀、焊接电流过大或过小、运条方式或速度及焊接角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。
（2）咬边。焊接时，焊缝两侧与母材金属交界处形成的凹槽称为咬边（或咬肉）。咬边会使母材金属的有效截面减少，减弱了焊接接头的强度，同时在咬边处容易应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破环。
产生咬边的原因是操作工艺不当、焊接规范选择不正确，如焊接电流过大，电弧过长，焊条角度不当等。
（3）焊瘤。焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外观美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。焊缝间隙过大、焊条位置和运条方法不正确、焊接电流过大或焊接速度太慢等均会引起焊瘤的产生。
（4）烧穿。焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。产生烧穿的主要原因是焊接电流过大，焊接速度太慢，当装配间隙过大或钝边太薄时也会发生烧穿现象。
（5）未焊透。焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未焊透的主要原因是焊接电流太小；运条速度太快；焊接角度不当或电弧发生偏吹；坡口角
度或对口间隙太小；焊件散热太快；氧化物和熔渣等阻碍金属间充分熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的产生。
（6）未熔合。未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。产生未熔合的原因有，焊接线能量太低；电弧发生偏吹；坡口侧壁有锈蚀和污物；焊层清渣不彻底等。
（7）凹坑、塌陷及未填满。凹坑指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。塌陷指单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正面塌陷，背面凸起的现象。由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽，这种现象即未填满。
（8）夹渣。焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。产生夹渣的原因很多，如焊件边缘及焊层、焊道之间清理不干净；焊接电流太小，致使熔化多属凝固速度加快，熔渣来不及浮出；运条不当，熔渣与铁水分离不清，阻碍了熔渣上浮；焊件及焊条的化学成份不当；熔池内含氧、氮成份过多等。
（9）气孔。焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气、氮气和一氧化碳等。
气孔对焊缝的性能有较大的影响，它不仅使焊缝的有效面积减小，使焊缝的机械性能下降，而且破环了焊缝的致密性，容易造成泄漏。
造成气孔产生的原因有，焊接过程中焊接区的良好保护受到破环；母材焊接区和焊丝表面有油污、铁锈和吸附水的污染物；焊条受潮，烘焙不充分；焊接电流过大或过小、焊接速度过快；焊接电弧过长、电弧电压偏高。
（10）裂纹。形成焊接裂纹的温度可分为热裂纹和冷裂纹，根据裂纹发生的位置可分为焊缝金属中的裂纹和热影响区的裂纹。在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊缝裂纹称为热裂纹；焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。

焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性。裂纹除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹末端有一个尖锐的缺口，将引起严重的应力集中，促使裂纹的发展和破环。
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新型预制管桩连接构件
本文提出一种高效、快速的预制管桩连接构件，可快速提高预制桩连接的速度，并且能很好的保证连接质量。特别适合于预制管桩的连接。
预制管桩连接构件与现有技术相比具有如下优点：
（1）与普通连接方式相比，不需要太高的技术门槛，安装步骤简单易学，极大程度的提高了施工效率。
（2）连接构件为工厂化制作，制作成品质量好、效率高，采用预埋件在制作管桩期间提前预埋，既保证了施工简化了安装步骤又节约了工期。

预制构件安装前预制构件安装后1.

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施工步骤

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预制管桩连接构件的制作
预制管桩连接构件主要材料采用Q345钢材制作，上部为一定长度螺栓丝扣，下部为可以自动弹出的插销。与构件连接部位在制作预制管桩时进行预埋。连接构件采用工厂定型化制作，加工速度快，成品质量高。
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连接方式
连接构件连接方式简单易操作，上部采用螺栓式连接，与预制管桩端部预留钢制构件连接。下部采用插销式连接，在插入管桩制定部位后，插销自动弹出。安装步骤整体简易，节省大量的连接工艺学习时间。
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安装施工
连接构件在预制管桩吊装前可先安装在上部端头，待吊车将预制管桩上下对接好后，缓慢插入下部管桩端头，到达指定位置，插销自动弹出，完成管桩连接。管桩连接过程所需时间较少，非常适用于基数较大的预制管桩工程。
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经济效益分析
对于目前预制管桩快速施工的进程，新型预制管桩连接构件施工简单快捷，施工质量容易把控，更适合于当下预制管桩连接快速施工的诉求。而且新型预制管桩连接构件施工过程所耗费时间较少，受外界环境影响较低，大大节约了施工工期，有效加快了施工进度。

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结语
与传统预制管桩连接方式相比，新型预制管桩连接构件不依赖焊工技能水平的高低，对人员要求较低，而且大大减少了桩基工程工期。对于工程基数大、快速施工的预制管桩工程是十分有利的，有效促进了预制管桩连接方式的更新发展。
参考文献：
[1]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014；[2]《碳素结构钢》GB/T700—2006；
[3]《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-2011。

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