淺議三種預(yù)制樁垂直度檢測方法的 特點(diǎn)和局限性

周巍

【摘要】預(yù)制樁因其在生產(chǎn)過程工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、施工周期短、造價(jià)低等多方面的優(yōu)勢，越來越多運(yùn)用到工民建、市政等工程中。但現(xiàn)場成樁后的樁身垂直度對單樁豎向抗壓承載力有很大的折減影響，對上部結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要。本文例舉了現(xiàn)階段運(yùn)用較多的預(yù)制樁垂直度檢測的三種方法，分析了各種檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，便于在現(xiàn)場檢測工作中更好的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制樁樁身垂直度檢查方法特點(diǎn)局限性

混凝土預(yù)制樁用的較多的有預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)應(yīng)力方樁、混凝土實(shí)心方樁三種，均因其在工廠內(nèi)完成標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其樁身質(zhì)量都能得到較好的控制。相對于鉆孔灌注樁的施工工藝，預(yù)制樁有諸多優(yōu)點(diǎn)。如：施工周期短、無環(huán)境污染、造價(jià)低等。同時(shí)因樁身截面積偏小，樁的抗彎性能和抗剪性能很差，一旦現(xiàn)場成樁后的垂直度偏大就會很大的影響其單樁豎向抗壓承載力的發(fā)揮，嚴(yán)重的時(shí)候樁的上段會被擠壓至斷裂。

一、影響現(xiàn)場成樁垂直度的原因

（1）施工工藝方面：預(yù)制樁施工過程中因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備自身的水平控制不到位就會造成管樁垂直度偏大。接樁過程中的法蘭盤焊接過程中焊縫控制或者施工設(shè)備的穩(wěn)定性也會影響到整個樁的垂直度。

（2）樁周土地質(zhì)情況方面：施工過程中遇到軟硬交錯地質(zhì)、孤石、淤泥層，會對成樁后的垂直度有影響。有時(shí)一根預(yù)制樁施工完垂直度都合格，但是臨近樁位的施工過程中對樁側(cè)土的擠壓或者振動就會影響附近預(yù)制樁的垂直度。有時(shí)基坑開挖、暴雨沖刷等影響，也很容易造成整片樁的垂直度變化，嚴(yán)重情況下的會擠斷預(yù)制樁。

二、預(yù)制樁垂直度的相關(guān)規(guī)范要求

國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202—2002 ）中提到基樁的垂直度需小于1%才能驗(yàn)收。

湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（DB42/489-2008）對預(yù)制樁的垂直度和對應(yīng)的處理方案進(jìn)行了更明確的要求和說明：Ⅰ類樁：樁身傾斜率小于1%。Ⅱ類樁：樁身傾斜率大于或等于1%且小于或等于3%，宜進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，并將試驗(yàn)得出的單樁抗壓承載力乘以折減系數(shù)，作為該批樁的使用依據(jù)。Ⅲ類樁：樁身傾斜率大于3%，不應(yīng)使用。以上規(guī)范要求都說明了預(yù)制樁的垂直度對單樁承載力、抗彎能力等工程質(zhì)量有著很大的影響，施工過程中須嚴(yán)格控制。

三、預(yù)制樁垂直度的檢測方法的綜合對比和分析

（一）鉛錘法

采用1m長的線錘分垂直兩個方向直接測量預(yù)制樁的傾斜寬度，通過對兩個垂直方向的偏距求平法差，得出1m范圍內(nèi)的傾斜距離，通過對兩個方向的偏距求斜率得出基樁的和傾斜方向和角度，在通過傾斜距離推算出預(yù)制樁的傾斜率即為預(yù)制樁的垂直度。該檢測方法的特點(diǎn)和局限性有：

（1）該檢測方法原理簡單實(shí)用，檢測成本低，檢測時(shí)間短。

（2）該檢測方法需要預(yù)制樁施工完高出地面最少1米以上，這是檢測的基本條件。不過現(xiàn)實(shí)操作過程中，施工方很難做到每根基樁都高出地面1米以上，檢測人員往往就把本應(yīng)該放在預(yù)制樁外側(cè)的鉛錘放置管樁內(nèi)測來測量，但是相比于預(yù)制樁外側(cè)，內(nèi)測因?yàn)樵陬A(yù)制廠施工過程中，不可避免的有內(nèi)測跑漿、漏漿的影響，就經(jīng)常會造成預(yù)制樁內(nèi)測的孔徑和設(shè)計(jì)值有較大偏離，一般壁厚就大于設(shè)計(jì)壁厚，同時(shí)內(nèi)側(cè)面也會高低不平，會造成偏距的測量誤差較大。

（3）該檢測方法對檢測人員的熟練程度要求較高。若預(yù)制樁內(nèi)測無跑漿、漏漿，在預(yù)制樁內(nèi)測檢測時(shí)候，如何判斷兩個方向的偏距顯得較為重要，檢測人員一般通過目測仔細(xì)觀察下方鉛錘是否剛好脫離內(nèi)側(cè)樁壁來判定偏距測量節(jié)點(diǎn)，那么檢測經(jīng)驗(yàn)是否豐富，判斷是否準(zhǔn)確會影響到偏距測量誤差。

（4）該檢測方法適用于單節(jié)樁的施工工地，因其檢測時(shí)用的是1m長的線錘，通過測試基樁上段的傾斜程度來推算整個基樁的垂直度，如果工地上設(shè)計(jì)基樁為多節(jié)預(yù)制樁焊接組裝而成的話，該檢測方法就有一些局限性，測試結(jié)果不能判斷出整個預(yù)制樁的傾斜程度。

（二）便攜式數(shù)字管樁測斜儀法

便攜式數(shù)字管樁測斜儀是目前國內(nèi)開發(fā)出來的專用于管樁測斜的儀器。該檢測方法的特點(diǎn)和局限性有：

（1）和鉛錘法相比，檢測時(shí)間更短，數(shù)據(jù)顯示直觀，電子存儲，操作簡便，使用方便，后期分析時(shí)電腦導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可。

（2）該檢測方法精度高：傾斜角精度0.01°，方位角精度1°。存儲容量大，可存9999根樁的數(shù)據(jù)，功耗低，可連續(xù)工作超過24小時(shí)。

（3）該檢測發(fā)法測試時(shí)因儀器接觸面積很小，基樁外側(cè)的平整度對檢測數(shù)據(jù)影響較大。若是方樁誤差較小，若是管樁測試時(shí)因圓弧面的影響，緊貼接觸面很小，誤差影響較大。

（4）和鉛錘法一樣是通過對基樁上半段的測量來推算整個基樁的垂直度，不適用于多節(jié)預(yù)制樁的工地。

（三）圓球法

圓球法檢測是在將圓球慢慢放入樁孔中，當(dāng)測線與中心點(diǎn)產(chǎn)生偏離時(shí)，測讀測線與中心點(diǎn)的偏距，計(jì)算α=arctan（偏距/管樁孔口中心到滑環(huán)的高度），β=arctan（偏距/ 十字圓球在管樁孔內(nèi)的深度），傾斜角θ=α+β。該檢測方法的特點(diǎn)和局限性有：

（1）測試效果直觀明顯，通過將圓球從樁頂放到樁底的過程中，能明顯的看出偏距隨深度不同的變化情況，通過計(jì)算分析能完整判斷整個基樁的垂直度變化情況。能準(zhǔn)確研判整個基樁垂直度的變化情況，對垂直度不合格樁的后期驗(yàn)算和處理能提供較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。

（2）后期計(jì)算量較大，考慮到圓球直徑比管內(nèi)徑略小，需進(jìn)行尺寸偏差修正。

（3）檢測時(shí)預(yù)制樁內(nèi)測跑漿、漏漿現(xiàn)象會對檢測數(shù)據(jù)有影響，一般需選擇內(nèi)測壁厚均勻的預(yù)制樁檢測。

綜上所述，為了更準(zhǔn)確的判斷預(yù)制樁的垂直度，有時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用相應(yīng)的檢測方法，遇到不合格樁時(shí)要綜合運(yùn)用以上檢測方法。