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1、,预制桩检测标准与检测技术,陈大川 湖南大学土木工程学院,检测标准与依据： 先张法预应力混凝土管桩GB13476-2009 预应力混凝土用钢棒GB/T 5223-2005 先张法预应力混凝土管桩用端板JC/T947-2005 混凝土结构试验方法标准GB50152-92 预制钢筋混凝土方桩JC934-2004 预应力离心混凝土空心方桩JC/t2029-2010 预应力混凝土空心方桩JG197-2006各标准设计图集各地方技术规程,一、预应力管桩概述,预应力管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。 先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由
2、圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。与其它桩型相比，有桩身质量稳定可靠、强度高、穿透能力强、施工快捷方便等优点。预应力管桩的优点在于成桩质量有保证，施工迅速，对周围的环境污染比较少，效费比高。预应力管桩由工厂制成，是离心混凝土管且一般都用蒸汽养护，混凝土质量有保证。,一、预应力管桩概述,管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC，薄壁管桩代号为PTC。PC桩的混凝土强度不得低于C50，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。PC桩和PTC桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天
3、才能施打。而PHC桩，脱模后进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需一两天。,一、预应力管桩概述,一、预应力管桩概述,当前，我国预应力混凝土管桩的制造技术和产品质量在国际上已达到先进水平，许多生产预应力管桩及设备配套的企业已得到质量体系管理认证证书，许多工艺生产主机如墩头机、离心机、滚焊机、模具、蒸压釜、大型强制式混凝土搅拌机的生产已经过关，生产预应力混凝土管桩所必须的高强度预应力凹螺纹钢筋、高效减水剂等的企业已经配套发展，这也为今后预应力管桩的继续发展打下了良好的基础。,二、预应力管桩常见质量问题,随着使用量的不断增加，管桩 生
4、产企业不断增多，难免鱼龙混杂，产品质量问题逐步增多。另外由于施工工艺控制不当，造成施工过程中的质量问题也日益凸显。现分别阐述如下：1、管桩产品质量问题（1）黏皮、麻面、合缝漏浆、内壁塌落和内壁露石；（2）抗裂弯矩及极限弯矩不能满足设计要求；（3）没有经过高压养护或养护时间不足；（4）预应力钢棒直径偏细，预应力张拉不足；,二、预应力管桩常见质量问题,（5）钢筋笼架箍筋偏细，间距过大；（6）端板厚度偏薄、环宽偏小且端板内壁采用凹槽处理；（7）端板四周的坡口不按设计要求加工，误差大，坡口尺寸偏小；（8）端板装配缺陷；（9）桩身中轴与端板的垂直度不满足要求等。,二、预应力管桩常见质量问题,桩头爆裂,桩
5、身断裂,二、预应力管桩常见质量问题,内壁露石,端板缺陷,二、预应力管桩常见质量问题,显而易见， 管桩的产品质量问题容易导致工程质量问题。例如：管桩黏皮是一种比较常见的质量通病，影响着管桩的耐久性能；内壁塌落将大大削弱桩身的实际强度，降低管桩的抗击打能力，严重影响管桩质量；桩端板厚度不够，这就很容易在施工中出现桩头打裂等事故；用废旧钢材熔炼的“地条钢”来做端板，其危害性是可焊性差，焊缝易开裂，端板易腐烂。,二、预应力管桩常见质量问题,2、施工过程质量问题（1）桩顶偏位产生的主要原因：测量放线有误；插桩“对中”工作马虎，尤其是平头十字形桩尖较难对中桩位中心点；打桩顺序不当引起桩顶大偏位；孤石和其它
6、坚硬障碍物可将管桩的桩尖和桩身挤向一旁；桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移；基坑开挖时，边打桩边开挖，或桩边堆土，或桩周土体高差悬殊引起桩身倾斜偏位。,二、预应力管桩常见质量问题,（2）桩身倾斜打桩机导杆不垂直（导致本身弯曲，施工场地不平或场地承载力不足引起桩机倾斜）；插桩不正，底桩倾斜率过大；桩身弯曲度过大，形成香蕉形，尤其是直径300mm的管桩。开始打桩时，桩身未站稳就猛烈锤击，或在淤泥软土层中开打时，易使桩身倾斜偏位；两节或多节桩施工时，连接不直，产生曲折；先打的桩被挤斜，尤其是打桩顺序不当时更显得严重。,二、预应力管桩常见质量问题,（3）桩顶破碎桩的制作质量差，如桩身原材料质量差，制作工艺不符合
7、规范要求，配合比不当，水灰比控制不当，混凝土强度达不到设计要求，离心法制桩不当；搬运、吊装、堆放过程中碰撞损坏；预应力主筋的墩头高出桩端面；桩锤过重，锤击应力太大易将桩头击碎，锤过轻，锤击次数增多，易产生疲劳破坏；贯入度要求较大的硬隔层需贯穿时易打碎桩头；在厚粘性土层中停歇时间太久再重新施打时易打碎桩头；送桩器尺寸不合适或倾斜时使桩头击碎。,二、预应力管桩常见质量问题,（4）桩身断裂在砂土层中施打开口预制管桩，下端桩身有发生劈裂的可能；遇到孤石或裸露的岩面仍硬打，桩尖尤其是平头十字形桩尖易被击碎；平头桩尖部分嵌入岩层、部分仍在土层时也会引起桩尖破裂；接桩时接头施工质量差引起接头开裂；电焊焊接时
8、自然冷却时间不够，焊好后立即施打，焊缝遇水如淬火易脆裂；对接时接缝间隙只用少数钢板填塞，锤击时传力集中引起接头破损；打桩时未加桩垫或桩垫太薄，或未及时更换；打桩时桩锤、桩帽和桩身轴线不在同一直线上。,二、预应力管桩常见质量问题,（5）沉桩达不到设计的控制要求勘探资料太粗或不足；设计选择持力层不当或要求过严，有时一根桩锤击30004000次还达不到设计标高；沉桩遇到地下障碍物或厚度较大的硬隔物；桩尖遇到密实的粉土或粉细砂层时打桩会产生“假凝”现象，但间隔一段时间以后又可继续打下去；布桩密集或打桩顺序不当，使后打的无法达到设计深度，并使先打的桩涌动上升。,三、预应力管桩检查验收项目,预应力混凝土管
9、桩属于高等混凝土制品，工艺比较复杂，质量指标要求高，有抗裂性指标、抗渗性指标以及准确的桩头钢件与桩身混凝土连接尺寸，因此在对产品进行检验时，依据先张法预应力混凝土管桩（GB13476-2009），检查项目需包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差和抗裂性能等。（1）粘皮和麻面：局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不大于5mm，且应修补。,三、预应力管桩检查验收项目,（2）桩身合缝漏浆：漏浆深度不大于5mm，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不大于100mm，且应修补。（3）局部磕损：磕损深度不大于5mm，每处
10、面积不大于50平方厘米，且应修补。（4）内外表面露筋：不允许。（5）表面裂缝：不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限。,三、预应力管桩检查验收项目,（6）桩端面平整度：管桩端面混凝土和预应力钢筋墩头不得高出端板平面。（7）断筋，脱头：不允许。（8）桩套箍凹陷：凹陷深度不大于5mm，面积不大于500平方毫米。（9）内表面混凝土塌落：不允许。（10）接头和桩套箍与桩身结合面：漏浆深度不大于5mm，漏浆长度不大于周长的1/6，且应修补；孔洞和蜂窝不允许。,三、预应力管桩检查验收项目,在混凝土抗压强度、抗裂性能合格的基础上，外观质量和尺寸允许偏差全部合格，则判该批产品为合
11、格，否则判为不合格。另外，沉桩以后管桩桩顶出现破碎或裂缝，很难明确区分究竟是产品存在缺陷或是施工不当，有关单位之间可能会存在争议。当遇到质量问题争议时，一般不作管桩构造检验，而直接代之以管桩抗弯性能试验。管桩的抗弯性能能较好的反映管桩的力学性能，但是为测得抗裂荷载和极限荷载，管桩均会破坏，工作量大、成本高、试验周期长，不能进行普查。,三、预应力管桩检查验收项目,管桩的抗弯试验采用简支梁对称加载装置，其中荷载的方向可垂直于地面，也可平行于地面（管桩的轴线均与地面平行）。管桩抗弯试验现场如下图所示：,三、预应力管桩检查验收项目,三、预应力管桩检查验收项目,当抗弯试验用的单节管桩长度过短时，抗弯性能
12、试验的检验值易受剪切力的影响；当抗弯试验用单节管桩或两根管桩焊接后的长度超过一定范围，管桩会因自重而断裂，从而影响检验结果。因此，抗弯试验用的管桩，单节桩长不得超过下表中外径规定的长度上限值，也不得小于所规定抗弯试验用管桩的最短单桩桩长。,三、预应力管桩检查验收项目,抗弯试验用管桩的最长单节桩长,抗弯试验用管桩的最短单节桩长,一、预制钢筋混凝土方桩概述,预制钢筋混凝土方桩是我国土木建筑基础工程中重要的桩基材料，也是我国预制构件中产量较大的一种混凝土制品。预制钢筋混凝土方桩产品具有以下特点：桩身混凝土强度较高，单桩桩身承载力较大；施工受地下水变化影响较小；制作便利，既可以现场预制，也可以工厂化生
13、产；可根据不同地质条件，生产各种规格和长度的桩；桩身质量可靠，施工质量比灌注桩易于保证，施工速度快，现场文明程度较高；生产线建设的投资规模较小等。近年来，随着我国建筑业的发展，该产品在国内许多地区得到大力的发展。,一、预制钢筋混凝土方桩概述,一、预制钢筋混凝土方桩概述,本文主要对预应力空心方桩进行阐述。预应力空心方桩是一种结合预应力管桩和预制方桩二者的优点，同时克服了其大部分缺点的新型桩型，现国际上已大力开始推广使用。按混凝土的强度等级及混凝土承载面的大小可分为预应力混凝土空心方桩、预应力高强混凝土空心方桩、预应力混凝土薄壁空心方桩。,一、预制钢筋混凝土方桩概述,预应力空心方桩相对于其它桩型，
14、特别是预应力混凝土管桩而言，其突出的优点在：1、同截面混凝土下方桩外表面积大于管桩，且成方型或多边角型的外形，在土层中桩体周边土与土的休止角比圆型的摩阻系数要大的多，这就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力，为工程省下大量的基础资金。2、空心方桩的理论计算抗剪力是同混凝土用量管桩的2-3倍，这说明空心方桩的抗震性能非常优越，很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物基础中推广使用。,一、预制钢筋混凝土方桩概述,3、空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩的施工破损率低的特点，高强混凝土配上方形的头部，更能承受比圆形头部的耐冲击性能，使桩在施工中比管桩小的多的桩头破损；方形比
15、圆形更大的焊接周长充分保证每节桩之间的有效焊接强度，大大减小了管桩在施工中出现的节头脱焊或移位现象，使沉桩质量更优。,二、预应力空心方桩检查验收项目,预应力空心方桩根据截面配筋率的大小分为A型、B型，其中A型方桩的配筋率不得小于0.6%，B型方桩的配筋率不得小于1.0%（参考预制钢筋混凝土方桩JC934-2004中4.3产品型号分类方法，稍稍不同于预应力离心混凝土空心方桩JC/T2029-2010，该标准中空心方桩的规格按桩身结构抗弯性能分为A型、AB型、B型和C型等四种型号）。另外应注意的是桩的主筋应经计算后确定，打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%，静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6
16、%。,预应力空心方桩的外观质量检查项目相比于先张法预应力管桩的检查项目只是少了一项“桩套箍凹陷”，其中粘皮和麻面、内外表面露筋、表面裂缝、桩端面平整度、断筋脱头、内表面混凝土塌落、桩与端板结合面的孔洞和蜂窝的检查项目外观质量要求完全相同外，如下几项有轻微差别：（1）“桩身合缝漏浆”中漏浆深度10mm（2）“混凝土局部磕损”中每处面积6400平方毫米，混凝土局部磕损深度10mm（3）“桩与端板结合面的漏浆”中漏浆深度10mm，漏浆长度桩横截面周长的1/4.,二、预应力空心方桩检查验收项目,空心方桩除了进行外观质量检查外，尺寸和保护层厚度的允许偏差也应符合下表要求。,二、预应力空心方桩检查验收项目,三、预应力空心方桩抗弯性能试验,空心方桩抗弯性能试验采用简支梁对称加载装置，如下图所示，其中P的方向可垂直于地面，也可平行于地面，但空心方桩的轴线均应与地面平行，且以正截面平放。,
