机械接头竹节桩

一、机械连接预应力混凝土竹节桩简称机械连接竹节桩，曾称“增强型预应力混凝土异型桩”，是一种预应力混凝土离心桩。它的侧壁设置了横向或纵向肋，上下节桩采用机械连接加环氧树脂，有效的避免了端板铁件外露及孔内外污水对铁件产生的腐蚀，同时避免了电焊焊接对桩端部混凝土及钢棒墩头造成的再次破坏。此外，通过机械连接的张拉螺母和锚固钢筋的螺栓连接，使桩身预应力钢筋锚入承台，方便施工，并符合《建筑地基基础设计规范》GB50007中预应力筋必须锚入承台的相关规定，确保工程质量。

   本图集包含抗压桩与抗拔桩，抗拔桩采用抗拔机械连接接头，抗压桩采用抗压机械连接接头。

   其与光圆和方外形桩相比，竖向抗压、抗拔承载力显著提高，但在具体确定抗压、抗拔承载力时（沉桩28d后进行试验），应按国家相关规范进行试桩。

 二、 机械连接竹节桩的分类、标记

 1、机械连接竹节桩按桩身混凝土强度等级分为预应力混凝土机械连接竹节桩（代号T-PC）和预应力高强度混凝土机械连接竹节桩（代号T-PHC)，桩身混凝土强度等级分别不低于C65和C80.

 2、机械连接竹节桩按桩身混凝土有效预压力值分为A型（4.0MPa）、B型（6.0MPa)、C型（8.0MPa）、D型（10.0MPa)、E型（12.0MPa).

 3、机械连接竹节桩按外径分为400mm-370mm、500mm-460mm、600mm-560mm、700mm-650mm、800mm-700mm、900mm-800mm、1000mm-900mm、1200mm-1050mm等规格。

 4、标记 例如：机械连接预应力混凝土竹节桩型号为B型，最大外径为600mm,最小外径为560mm，带纵肋，壁厚100mm,上中下段桩长分别为12m、12m、9m,a型桩尖，

应记为：Tt-PC-B600-560(100)-12、12、9a.如各节桩型号不同，应按顺序分别标记。

   三、混凝土

    1、机械连接竹节桩制作采用的混凝土质量应符合《混凝土质量控制标准》GB50164及《先张法预应力混凝土管桩》GB13476规定，并应按上述标准的要求进行检验。

    2、水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量应符合《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。

    3、细骨料宜采用纯洁的天然硬质中粗砂或者人工砂。采用天然砂时，细度模数宜为2.5-3.2; 采用人工砂时，细度模数可为2.5-3.5，质量应符合《建设用砂》GB/T14684的

 有关规定，且含泥量不大于1%，氯离子含量不应大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不应大于0.5%。

4、粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，最大粒径应不大于25MM，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合《建设用卵石、碎石》GB/T1485的有关规定。

5、对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的极限连接竹节桩，其所使用的骨料应符合相关的规定。

6、混凝土拌和用水的质量应符合《混凝土用水标准》JGJ63的相关规定。

7、外加剂应使用高效减水剂，质量应符合《混凝土外加剂》GB8076的相关规定。

8、掺合料宜采用矿渣微粉、粉煤灰、硅灰等，质量要求应符合《先张法预应力混凝土管桩》GB13476的相关规定。

（1）钢材

1、预应力钢筋应采用抗拉强度不小于1420MPa、35级延性的低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒（代号PCB-1420-35-L-HG)，其质量应符合《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3的有关规定。几何特性及每米参考重量、力学性能应分别符合表1和表2的要求.

2、螺旋筋宜采用低碳钢热轧圆盘条、混凝土制品用冷拔低碳钢丝，质量应分别符合《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701、《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》JC/T540的规定。

3、制作张拉采用的大小螺母应采用45#钢，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700的规定。

4、机械连接竹节桩拼接根据桩规格、型号及钢棒的根数，安装相同规格与数量的插杆、卡片，材料宜采用40Cr，其质量应符合《合金结构钢》GB/T3077的规定。

（2）环氧树脂产品应符合《双酚-A型环氧树脂》GB13657的规定。

（3）固化剂产品应符合《色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样》GB/T3186的规定。

四、构造

1、机械连接竹节桩预应力纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40MM。

2、机械链接竹节桩的预应力钢筋应沿其圆周均匀布置，间距允许偏差为±5MM.各种规格机械连接竹节桩的配筋见图集。

3、机械连接竹节桩两端加密长度为3倍最大外径，加密范围内螺旋筋净距的螺距为45MM，其余部分螺距箍筋的螺距为80MM，允许偏差为±5MM。承受较大水平载荷、抗震设防区位于液化土层范围（含软硬土交界处一定范围内）以及具体工程设计中认为有必要增加箍筋加密长度的机械连接竹节桩，应根据具体工程设计的要求确定箍筋的螺距和加密范围。

4、预应力钢棒直接替代锚固钢筋时基本锚固长度钢棒直径的65d。

五、设计与计算

（一）设计参数与规定

1、预应力钢棒（PCB-1420-35-L-HG)的几何特征及每米参照质量应符合表1的规定。

表1 预应力钢棒的几何特征及每米参照重量

注：1.公称直径指设计采用的直径，按有效面积换算成圆的直径，本土集均用公称直径表示。

   2.基本直径指钢筋的外接圆直径。

   3.公称截面积指横截面面积等于圆形光面钢筋公称直径的面积，本图集均按公称参考截面积计算。

   2、预应力钢棒（PCB-1420-35-L-HG)的力学性能应符合表2的规定。

表2 预应力钢棒的力学性能

    、对比

    在相同的腐蚀条件下和腐蚀时间下，钢筋锈蚀引起的绣胀裂缝，会导致管桩的抗拉开裂负载有明显的降低，先张法预应力混凝土管桩的抗拉承载力下降30%-50%时，增强型预应力混凝土离心桩的抗拉承载力下降低于6%；先张法预应力混凝土管桩的破坏形态会由桩身拉断破坏转变为端头连接接缝破坏，而增强型预应力混凝土离心桩的破坏扔表现为桩身拉断破坏。

    在相同的腐蚀环境下和腐蚀时间下，先张法预应力混凝土管桩的抗剪承载力下降30%-43%时，增强型预应力混凝土离心桩接头处抗剪承载力仅下降低于9%-10%；先张法预应力混凝土管桩的破坏形式会为端头连接端剪切破坏，而增强型预应力混凝土离心桩的破坏形态仍表现为剪切破坏。

    与传统的电焊接桩相比，增强型预应力混凝土离心桩端部连接处连接的构造抵御外界环境的侵蚀作用。增强型预应力混凝土离心桩比先张法预应力混凝土管桩具有更好的耐久性。