浅议三种预制桩垂直度检测方法的 特点和局限性

周巍

【摘要】预制桩因其在生产过程工厂化、标准化、施工周期短、造价低等多方面的优势，越来越多运用到工民建、市政等工程中。但现场成桩后的桩身垂直度对单桩竖向抗压承载力有很大的折减影响，对上部结构的安全稳定性至关重要。本文例举了现阶段运用较多的预制桩垂直度检测的三种方法，分析了各种检测方法的优缺点，便于在现场检测工作中更好的运用。

【关键词】预制桩桩身垂直度检查方法特点局限性

混凝土预制桩用的较多的有预应力管桩、预应力方桩、混凝土实心方桩三种，均因其在工厂内完成标准化生产，其桩身质量都能得到较好的控制。相对于钻孔灌注桩的施工工艺，预制桩有诸多优点。如：施工周期短、无环境污染、造价低等。同时因桩身截面积偏小，桩的抗弯性能和抗剪性能很差，一旦现场成桩后的垂直度偏大就会很大的影响其单桩竖向抗压承载力的发挥，严重的时候桩的上段会被挤压至断裂。

一、影响现场成桩垂直度的原因

（1）施工工艺方面：预制桩施工过程中因为机械设备自身的水平控制不到位就会造成管桩垂直度偏大。接桩过程中的法兰盘焊接过程中焊缝控制或者施工设备的稳定性也会影响到整个桩的垂直度。

（2）桩周土地质情况方面：施工过程中遇到软硬交错地质、孤石、淤泥层，会对成桩后的垂直度有影响。有时一根预制桩施工完垂直度都合格，但是临近桩位的施工过程中对桩侧土的挤压或者振动就会影响附近预制桩的垂直度。有时基坑开挖、暴雨冲刷等影响，也很容易造成整片桩的垂直度变化，严重情况下的会挤断预制桩。

二、预制桩垂直度的相关规范要求

国家标准《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB 50202—2002 ）中提到基桩的垂直度需小于1%才能验收。

湖北省地方标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB42/489-2008）对预制桩的垂直度和对应的处理方案进行了更明确的要求和说明：Ⅰ类桩：桩身倾斜率小于1%。Ⅱ类桩：桩身倾斜率大于或等于1%且小于或等于3%，宜进行单桩竖向抗压静载试验，并将试验得出的单桩抗压承载力乘以折减系数，作为该批桩的使用依据。Ⅲ类桩：桩身倾斜率大于3%，不应使用。以上规范要求都说明了预制桩的垂直度对单桩承载力、抗弯能力等工程质量有着很大的影响，施工过程中须严格控制。

三、预制桩垂直度的检测方法的综合对比和分析

（一）铅锤法

采用1m长的线锤分垂直两个方向直接测量预制桩的倾斜宽度，通过对两个垂直方向的偏距求平法差，得出1m范围内的倾斜距离，通过对两个方向的偏距求斜率得出基桩的和倾斜方向和角度，在通过倾斜距离推算出预制桩的倾斜率即为预制桩的垂直度。该检测方法的特点和局限性有：

（1）该检测方法原理简单实用，检测成本低，检测时间短。

（2）该检测方法需要预制桩施工完高出地面最少1米以上，这是检测的基本条件。不过现实操作过程中，施工方很难做到每根基桩都高出地面1米以上，检测人员往往就把本应该放在预制桩外侧的铅锤放置管桩内测来测量，但是相比于预制桩外侧，内测因为在预制厂施工过程中，不可避免的有内测跑浆、漏浆的影响，就经常会造成预制桩内测的孔径和设计值有较大偏离，一般壁厚就大于设计壁厚，同时内侧面也会高低不平，会造成偏距的测量误差较大。

（3）该检测方法对检测人员的熟练程度要求较高。若预制桩内测无跑浆、漏浆，在预制桩内测检测时候，如何判断两个方向的偏距显得较为重要，检测人员一般通过目测仔细观察下方铅锤是否刚好脱离内侧桩壁来判定偏距测量节点，那么检测经验是否丰富，判断是否准确会影响到偏距测量误差。

（4）该检测方法适用于单节桩的施工工地，因其检测时用的是1m长的线锤，通过測试基桩上段的倾斜程度来推算整个基桩的垂直度，如果工地上设计基桩为多节预制桩焊接组装而成的话，该检测方法就有一些局限性，测试结果不能判断出整个预制桩的倾斜程度。

（二）便携式数字管桩测斜仪法

便携式数字管桩测斜仪是目前国内开发出来的专用于管桩测斜的仪器。该检测方法的特点和局限性有：

（1）和铅锤法相比，检测时间更短，数据显示直观，电子存储，操作简便，使用方便，后期分析时电脑导出数据即可。

（2）该检测方法精度高：倾斜角精度0.01°，方位角精度1°。存储容量大，可存9999根桩的数据，功耗低，可连续工作超过24小时。

（3）该检测发法测试时因仪器接触面积很小，基桩外侧的平整度对检测数据影响较大。若是方桩误差较小，若是管桩测试时因圆弧面的影响，紧贴接触面很小，误差影响较大。

（4）和铅锤法一样是通过对基桩上半段的测量来推算整个基桩的垂直度，不适用于多节预制桩的工地。

（三）圆球法

圆球法检测是在将圆球慢慢放入桩孔中，当测线与中心点产生偏离时，测读测线与中心点的偏距，计算α=arctan（偏距/管桩孔口中心到滑环的高度），β=arctan（偏距/ 十字圆球在管桩孔内的深度），倾斜角θ=α+β。该检测方法的特点和局限性有：

（1）测试效果直观明显，通过将圆球从桩顶放到桩底的过程中，能明显的看出偏距随深度不同的变化情况，通过计算分析能完整判断整个基桩的垂直度变化情况。能准确研判整个基桩垂直度的变化情况，对垂直度不合格桩的后期验算和处理能提供较为详细的数据支撑。

（2）后期计算量较大，考虑到圆球直径比管内径略小，需进行尺寸偏差修正。

（3）检测时预制桩内测跑浆、漏浆现象会对检测数据有影响，一般需选择内测壁厚均匀的预制桩检测。

综上所述，为了更准确的判断预制桩的垂直度，有时候要根据实际情况运用相应的检测方法，遇到不合格桩时要综合运用以上检测方法。