预应力混凝土管桩地基检测技术分析

宁 静

(临汾市建筑勘察设计院，山西 临汾 041000)

预应力混凝土管桩具有强度高、穿透土层能力强、施工快捷方便、工程造价相对较低、施工周期较短，施工过程中对周围环境影响较小等特点，在地基处理中已被广泛应用。本文结合工程实例，对预应力混凝土管桩检测进行探讨。

1 项目概况

拟建某工程，地上18层，地下2层，拟采用框剪结构，桩基础形式，拟建建筑对沉降敏感。根据岩土工程勘察报告，场地地基土自上而下可划分为18个大层，主要岩性为：杂填土(杂色，以粉土为主，含有砖瓦碎块、灰渣、炉渣、煤矸石等建筑垃圾、生活垃圾，结构疏松)、粉土(黄褐色，稍湿，稍密，土质较均匀，粉质明显，可见云母片、铁锈色浸染成分，局部夹有薄层淤泥质土，摇震反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低)、粉细砂(灰褐色，松散～稍密，饱和，较纯净，分选磨圆好，单粒结构，主要矿物成分为石英、长石、云母及暗色矿物等)、粉质粘土(褐红色，可塑～硬塑，土质均匀，粘性一般，偶见铁锈色细脉浸染，无摇震反应，切面具光滑，干强度中等，韧性中等)、细砂(褐黄色，饱和，稍密～中密，纯净，分选性好，磨圆度较差，单粒结构，主要矿物成分为石英、长石等，偶可见蜗牛碎片)等。根据场地工程地质条件及地基土的分布特征，设计采用静压预应力混凝土管桩进行地基处理，管桩型号为：PHC-AB500(125)，有效桩长为20.0 m左右，桩身混凝土强度要求达到C80。设计要求单桩竖向极限承载力不小于4 400 kN，工程桩总数185根，依据设计图纸要求,本工程采用低应变法检测预应力管桩19根，采用单桩竖向抗压静载荷试验检测工程桩3根。

2 检测目的

本工程采用单桩竖向抗压静载荷试验确定单桩竖向抗压承载力是否满足设计图纸要求，采用低应变法判断场地基桩桩身完整性，判别缺陷类型及其在桩身的部位，对桩基的桩身质量进行综合评价。

3 低应变检测

低应变法是将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异界面，波阻抗发生变化，产生反射波，通过对反射信号的数据处理，来判定桩身的缺陷位置和缺陷程度。

测试前先搜集被检桩基的相应资料信息(如：桩号、桩长、桩径、混凝土等级、施工日期、桩位图等)，查看现场桩头处理情况：桩头有无浮浆、桩头截面是否平整，要求露出平整的混凝土表面，处理后应保证桩头的材质、强度与桩身相同；激振点与传感器位置打磨平整、密实；桩顶表面干净、无积水、无破碎；应采用钢锯割掉妨碍正常测试的桩顶外露主筋。

现场测试时，本工程采用基桩低应变检测仪(RSM-PDT(B))，采用加速度传感器，选用力锤，耦合剂采用黄油，进行现场信号采集，每个桩的测试信号应不宜少于3点，现场测试中，传感器是否安装好，可用手指轻轻敲击传感器侧面，若传感器不滑动则说明已经安装好。

通过对所采集的反射波信号，采用数字滤波、指数放大、旋转、叠加平均后进行分析，进一步判定桩身缺陷的位置、桩身波速。桩身存在缺陷(离析、夹泥、断裂、疏松、裂缝、裂纹和缩径等)会出现与入射波同向的反射波，而桩身扩径，则会出现与入射波反相位的波形。桩身完整性判定结合缺陷出现的深度、影响范围，根据相关规范，可划为四类。

本次抽检的19根工程桩，根据低应变检测结果，桩身完整性较好，波速正常，其中Ⅰ类桩19根，占被测总数的100%；不存在Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ类桩。

4 单桩竖向抗压静载荷试验

本次单桩竖向抗压极限承载力静载荷试验，主要设备为XO1-L630电动加压千斤顶一套，QW-630手动加压千斤顶两套，钢梁两套六件，传力装置一件(6.0 m长钢管一根)，基准梁两个(长3.0 m以上)，压力表三块，百分表两块，磁性表座两个，圆形承压板和垫板数块，配重为15 mm×15 mm×600 mm钢锭500块，运输车10辆，25 t吊车两部。本次试验为采用压力平台反力装置，用一台XO1-L630电动加压千斤顶对准工程桩中心，按直径方向在承压板周围对称安置两个30 mm行程高精度百分表，以测定沉降量。利用作用与反作用的原理，用千斤顶控制每级荷载。

加荷采用慢速维持荷载法逐级加载，每级荷载下沉量达到相对稳定后再加下一级荷载。加荷等级分为10级，本次单级荷载取440 kN，初级荷载为880 kN，总加载本工程采用设计极限值,总加载量为4 400 kN。每级荷载维持时间最少2 h。取两块百分表显示的读数之平均值，作为复合地基的相对沉降量。荷载的维持方法如下：桩顶沉降量不超过0.1 mm/60 min，并连续出现两次(从分级荷载施加后第30 min开始，按1.5 h连续三次每30 min的沉降量观测值计算)。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。本工程已达到设计要求的最大试验荷载时且桩顶沉降达到相对稳定标准时终止加载条件。终止试验后开始卸载，卸载应分级进行，卸载量为加载分级荷载的2倍，每级荷载维持时间最少1 h，卸载至零后，卸载维持时间不少于3 h。

根据本次3组单桩竖向抗压静载试验结果，单桩竖向抗压极限承载力均满足设计要求，检测合格。

5 结语

对于预应力混凝土管桩检测应采用低应变检测技术与单桩竖向抗压静载试验相结合的方式进行，由本工程低应变检测结果可知，桩身完整性较好，波速正常；单桩竖向抗压静载试验结果均满足设计要求，检测合格。在实际工作中当检测结果不满足设计要求时，应查找原因并进行验证检测或扩大检测，保证工程安全使用。