浅谈预制混凝土管桩成桩质量检测方法的选用.pdf

第2 期 2 0 0 8 年2月 广东 土木与 建筑 GUANGD0NG ARC HI T EC T URE C I VI L E NG I NEE RI NG N o 2 F E B 2 0 0 8 浅谈预制混凝土管桩成桩质量检测方法的选用 陈新 锋 ( 深圳 市 宝安 区工程 质 量监督 检 验站 深 圳 5 1 8 1 0 1 ) 摘要 ： 阐述 高、 低应 变法及静载 法基桩检 测技术和应 用特 点 ， 并根据 不 同地 区的工程地 质情况 ，探 讨分析混凝 土管桩成桩质量检 测 中如何选择上述检测方法等 问题 。 关键词 ： 高应 变法；低应 变法；静载 法；检 测技 术；应 用特 点；场地地质 1 前 言 近年来多层 、 小高层 、 高层民用及工业建筑基础 工程 中大量采用高强混凝土预制管桩 该桩型虽质 量稳定和施工便捷 但也存在多种成桩质量问题 主 要是焊接不 良、 机械开挖中容易受到损伤甚至断裂 、 收锤不当使承载力不满足设计要求 、 桩身混凝土 疲 劳破坏 、 场地孤石导致桩身破坏 、 群桩挤土效应使得 桩端上浮与持力层脱开 、 不均匀开挖侧 向挤土释放 使桩身倾斜断裂等 目前对于预应力混凝土管桩成 桩质量主要采用低应变法、 高应变法和静载法等 3 种 方法进行检测 以下对其各 自的技术特点及其在各种 工程地质情况下的应用进行探讨 2 低应变反射波法检测技术及其应用特点 低应变反射波法的基本原理是用力锤在桩顶处 施加一瞬态脉冲激振 使桩身产生压缩应力波 根据 检测信号来判 断桩身的完整性与桩身缺陷的位置 ， 以排除工程隐患 也可以用该法对桩长进行核对 。 反射波法的常用仪器有 P I T检测仪， 其优点如下 ： 设 备简单。 体积小， 重量轻 。 内置蓄电池 ， 使用简便灵活 。 适合各种现场条件的基桩质量测试； 检测时间短， 效率高 。日检测桩数可超过 1 0 0根 ； F ( k N ) 检测费用较低 ， 可以进行大面积基 桩检测 是桩身质量普查 的重要手段 ， 对检测出有质量疑问的桩可及时采取 合理的处理措施 该法对于检测断裂 性质的缺陷( 包含桩 身浅部 ) 较 为有 效 如 由于 不均 匀 开挖 使 导致 桩 身倾 斜断裂 ： 桩身焊接不 良等。但 它也具 有一定的局限性 如无法检测基桩承载力 对于渐变 缺陷的反射特征不明显 实际上由于基础工程地质条件千差万别 不同条 件可能产生相似的反射波形曲线 因此必须对现场 地质资料和打桩记录进行综合分析 才能提高对桩身 质量判断的准确性 3 高应变法检测技术及其应用特点 高应变动力试桩法的基础是应力波理论 试验时 要求桩土之间有一定的位移量 使桩侧、 桩尖土阻力 得 以充分发挥。 采用柴油打桩机配合 ( 监控 ) 试验 ， 或 采用重锤冲击设备时 在桩顶上有放置桩垫( 以免桩 头击损 ) 在距桩顶约 2倍桩径处安装应力环和加速 度传感器 ， 量测锤击过程中收到的力和速度信号 可 以检测到桩的承载力( 包括桩端阻力 、 桩侧摩阻力及 其分布 ) 、 桩身完整性 。 确定工程桩是否满足设计要 求 ： 检测桩在打人过程 中的桩身应力和输入能量 根 据贯入度 、 入土深度和承载力之间的关系 ， 为预制桩 的打桩工艺和收锤标准提供依据 并对打桩机的运 作性 能作 出评 价 由于高应变动力试桩法是用瞬态 的高应力应变 状态来进行检测 。 相对静载试验而言 它的场地的要 求较简单 因而被广泛采用。 ( n ) F ( k N ) ( n ) ( a ) ( b ) 图 1 某预 应力管桩 高应 变法实测 波形 图 5 7 维普资讯 2 0 0 8 年2 月 第2 期 陈 新锋： 浅 谈预制混 凝土 管桩 成桩质 量检测方 法的 选用 F E B 2 0 0 8 N o 2 某 工程 预应 力管桩采 用高 应变 动力 柴油锤 监控 试桩法 在打桩接 近持力层 时 用 P D A打桩分析 仪进 行 实 时监测 打桩 接近粉砂层 时 ， 贯人 度很小 ， 现 场采 用 C A S E法测试承载力 达不到设计要求 ( 如图 1 a ) ； 当桩穿透砂层进入持力层时承载力增大直至符合 设计要求 ( 如图 1 b ) 根据监测结果 ， 制定了打桩收 锤标准 桩尖入砂深度不小于 3 D 且 收锤 3阵按每 阵 1 0击贯入度不大于 2 c m：若 3阵击后入砂深度不 符合要求 ， 则再增加 3阵击 ， 每阵击贯入度小于 2 c m。 4 静载法检测技术及其应用特点 静载试验作为桩承载力检测 的传统方法 包括 静力荷载加卸和桩顶沉降量测两部分 它属于一种 较可靠的检测基桩竖向承载力 的方法 通过测试桩 在受到一个极限荷载加载量而得到极限承载力 此 方法 由于检测费工费时、 检测费用较高 ， 在实际中可 操作性较差 。如一个大型工程往往只选取几根有代 表性的桩进行静载试验 仅凭获得 的信息来判断剩 余桩 的承载力和完整性 其结果往往不具广泛代表 性 。对 于群 桩挤 抬效 应 而丧 失 端 承 力 的工程 桩 或 收锤过迟而桩身上部混凝土疲劳的工程桩 应结合 高应变动力试桩法抽取有代表性的桩采用动静对比 试验 检测效果较好 5 特殊地 质条 件下 试桩 方法 的选用 5 1 场地存在较大面积的较厚孤石 在这种场地打桩 ， 若桩尖落在孤石上 且不考虑 孤石作为桩端持力层 的稳定性 在桩穿过孤石时常 会造成 桩尖 损坏 ， 而在 打下 一根桩 再碰 到孤石 时 又 会担心桩尖损坏而提前收锤 导致承载力不足 基桩验收应先考虑采用低应变法检测 碰到孤 石的桩一般 比周边 的桩明显偏短 且桩底反射一般 较 明显 ， 应按桩底反射情况分类抽取并选择桩长明 58 显偏短的桩进行高应变法检测 5 2 表层 存在较 厚流 塑土层 这种 场地 的基 桩存 在 的主要 问题是 成桩后 由于 不均匀开挖而使得桩身侧 向倾斜甚至断裂因此宜 在开挖后进行验收检测 条件许可时可进行开挖前 后 的对 比试验 某工程对 同一根预应力 管桩在开挖前后采用 高 、 低应变法进行检测 ， 其实测波形如图 2所示。该 工程地质较复杂 地质勘察资料表明浅层存在较厚 的流塑层 开挖前用高应变法检测 结果显示桩身完 整 ： 在开挖过程中某些桩 出现桩身倾斜趋势 随之采 用低 应变 法检 测 结 果 显示 桩 身在 约 4 m 处 于存 在 明显缺陷 开挖后得到证实 5 3 其它情况 对地质条件较好 的工程 若是怀疑桩身存在焊 接不 良等问题 ，宜选用高应变法辅助低应变法进行 检测 ：对 因收锤过迟而导致桩端附近混凝土疲劳破 坏的工程桩 ， 宜选用静载法进行检测 6小 结 为了保证基桩的成桩质量 ，应根据工程实际情 况制定合理 的检测方案。 笔者根据高、 低应变法和静 载试验法这 3种检测方法的各 自特点 通过大量的 工程实践经验 ，针对不 同地质情况可能出现的预制 混凝土管桩成桩质量问题而提出建议选取的检测方 案 供同行参考 参考文献 1 J G J 1 0 6 2 0 0 3建筑基桩检测技术规范 S E 2 3陈凡 ， 徐天平 ， 陈久照等 基桩质量检测技术 M 北京 中国建筑工业 出版社 2 0 0 3 一 l I I ( a )高应变法 ( b )低应变法 图 2 某预应力管桩开挖前后的检测 波形 图 维普资讯