預(yù)應(yīng)力混凝土管樁地基檢測技術(shù)分析

寧 靜

(臨汾市建筑勘察設(shè)計院，山西 臨汾 041000)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有強度高、穿透土層能力強、施工快捷方便、工程造價相對較低、施工周期較短，施工過程中對周圍環(huán)境影響較小等特點，在地基處理中已被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合工程實例，對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁檢測進(jìn)行探討。

1 項目概況

擬建某工程，地上18層，地下2層，擬采用框剪結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)形式，擬建建筑對沉降敏感。根據(jù)巖土工程勘察報告，場地地基土自上而下可劃分為18個大層，主要巖性為：雜填土(雜色，以粉土為主，含有磚瓦碎塊、灰渣、爐渣、煤矸石等建筑垃圾、生活垃圾，結(jié)構(gòu)疏松)、粉土(黃褐色，稍濕，稍密，土質(zhì)較均勻，粉質(zhì)明顯，可見云母片、鐵銹色浸染成分，局部夾有薄層淤泥質(zhì)土，搖震反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低)、粉細(xì)砂(灰褐色，松散～稍密，飽和，較純凈，分選磨圓好，單粒結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英、長石、云母及暗色礦物等)、粉質(zhì)粘土(褐紅色，可塑～硬塑，土質(zhì)均勻，粘性一般，偶見鐵銹色細(xì)脈浸染，無搖震反應(yīng)，切面具光滑，干強度中等，韌性中等)、細(xì)砂(褐黃色，飽和，稍密～中密，純凈，分選性好，磨圓度較差，單粒結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英、長石等，偶可見蝸牛碎片)等。根據(jù)場地工程地質(zhì)條件及地基土的分布特征，設(shè)計采用靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行地基處理，管樁型號為：PHC-AB500(125)，有效樁長為20.0 m左右，樁身混凝土強度要求達(dá)到C80。設(shè)計要求單樁豎向極限承載力不小于4 400 kN，工程樁總數(shù)185根，依據(jù)設(shè)計圖紙要求,本工程采用低應(yīng)變法檢測預(yù)應(yīng)力管樁19根，采用單樁豎向抗壓靜載荷試驗檢測工程樁3根。

2 檢測目的

本工程采用單樁豎向抗壓靜載荷試驗確定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計圖紙要求，采用低應(yīng)變法判斷場地基樁樁身完整性，判別缺陷類型及其在樁身的部位，對樁基的樁身質(zhì)量進(jìn)行綜合評價。

3 低應(yīng)變檢測

低應(yīng)變法是將樁假設(shè)為一維彈性連續(xù)桿，在樁身頂部進(jìn)行豎向激振產(chǎn)生彈性波，波沿著樁身向下傳播，當(dāng)樁身存在明顯差異界面，波阻抗發(fā)生變化，產(chǎn)生反射波，通過對反射信號的數(shù)據(jù)處理，來判定樁身的缺陷位置和缺陷程度。

測試前先搜集被檢樁基的相應(yīng)資料信息(如：樁號、樁長、樁徑、混凝土等級、施工日期、樁位圖等)，查看現(xiàn)場樁頭處理情況：樁頭有無浮漿、樁頭截面是否平整，要求露出平整的混凝土表面，處理后應(yīng)保證樁頭的材質(zhì)、強度與樁身相同；激振點與傳感器位置打磨平整、密實；樁頂表面干凈、無積水、無破碎；應(yīng)采用鋼鋸割掉妨礙正常測試的樁頂外露主筋。

現(xiàn)場測試時，本工程采用基樁低應(yīng)變檢測儀(RSM-PDT(B))，采用加速度傳感器，選用力錘，耦合劑采用黃油，進(jìn)行現(xiàn)場信號采集，每個樁的測試信號應(yīng)不宜少于3點，現(xiàn)場測試中，傳感器是否安裝好，可用手指輕輕敲擊傳感器側(cè)面，若傳感器不滑動則說明已經(jīng)安裝好。

通過對所采集的反射波信號，采用數(shù)字濾波、指數(shù)放大、旋轉(zhuǎn)、疊加平均后進(jìn)行分析，進(jìn)一步判定樁身缺陷的位置、樁身波速。樁身存在缺陷(離析、夾泥、斷裂、疏松、裂縫、裂紋和縮徑等)會出現(xiàn)與入射波同向的反射波，而樁身擴(kuò)徑，則會出現(xiàn)與入射波反相位的波形。樁身完整性判定結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、影響范圍，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，可劃為四類。

本次抽檢的19根工程樁，根據(jù)低應(yīng)變檢測結(jié)果，樁身完整性較好，波速正常，其中Ⅰ類樁19根，占被測總數(shù)的100%；不存在Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ類樁。

4 單樁豎向抗壓靜載荷試驗

本次單樁豎向抗壓極限承載力靜載荷試驗，主要設(shè)備為XO1-L630電動加壓千斤頂一套，QW-630手動加壓千斤頂兩套，鋼梁兩套六件，傳力裝置一件(6.0 m長鋼管一根)，基準(zhǔn)梁兩個(長3.0 m以上)，壓力表三塊，百分表兩塊，磁性表座兩個，圓形承壓板和墊板數(shù)塊，配重為15 mm×15 mm×600 mm鋼錠500塊，運輸車10輛，25 t吊車兩部。本次試驗為采用壓力平臺反力裝置，用一臺XO1-L630電動加壓千斤頂對準(zhǔn)工程樁中心，按直徑方向在承壓板周圍對稱安置兩個30 mm行程高精度百分表，以測定沉降量。利用作用與反作用的原理，用千斤頂控制每級荷載。

加荷采用慢速維持荷載法逐級加載，每級荷載下沉量達(dá)到相對穩(wěn)定后再加下一級荷載。加荷等級分為10級，本次單級荷載取440 kN，初級荷載為880 kN，總加載本工程采用設(shè)計極限值,總加載量為4 400 kN。每級荷載維持時間最少2 h。取兩塊百分表顯示的讀數(shù)之平均值，作為復(fù)合地基的相對沉降量。荷載的維持方法如下：樁頂沉降量不超過0.1 mm/60 min，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(從分級荷載施加后第30 min開始，按1.5 h連續(xù)三次每30 min的沉降量觀測值計算)。當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，再施加下一級荷載。本工程已達(dá)到設(shè)計要求的最大試驗荷載時且樁頂沉降達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時終止加載條件。終止試驗后開始卸載，卸載應(yīng)分級進(jìn)行，卸載量為加載分級荷載的2倍，每級荷載維持時間最少1 h，卸載至零后，卸載維持時間不少于3 h。

根據(jù)本次3組單樁豎向抗壓靜載試驗結(jié)果，單樁豎向抗壓極限承載力均滿足設(shè)計要求，檢測合格。

5 結(jié)語

對于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁檢測應(yīng)采用低應(yīng)變檢測技術(shù)與單樁豎向抗壓靜載試驗相結(jié)合的方式進(jìn)行，由本工程低應(yīng)變檢測結(jié)果可知，樁身完整性較好，波速正常；單樁豎向抗壓靜載試驗結(jié)果均滿足設(shè)計要求，檢測合格。在實際工作中當(dāng)檢測結(jié)果不滿足設(shè)計要求時，應(yīng)查找原因并進(jìn)行驗證檢測或擴(kuò)大檢測，保證工程安全使用。