简述先张法预应力高强混凝土管桩抗弯性能试验及破型检测要点

安徽建筑　２０１４年第３期（总１９７期）　述先张法预应力高强混凝土管桩抗弯性能　Ｔｈｅ　Ｓｕｍｍａｒｙ　Ｐｒｅｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　Ｐａｗ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｅｘｃｅｌ　ｉｎ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｉｐｅ　Ｄｒｉｖｅｎ　ｉｎ　ａｓ　Ｐｉｌｉｎｇ　试验及破型检测要点　Ａｎｔｉ—Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｃｕｒｖｅｄ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｂｒｏｋｅｎ　Ｅｘａｍｉｎｅｓ　Ｍａｉｎ　Ｐｏｉｎｔ　卢　公　（阜阳市建设工程质量检测站，安徽阜阳２３６０００）　摘要：先张法预应力高强混凝土管桩抗弯性能试验及破型检测是实　施成品动态质量控制的重要方法，是保证建筑结构安全可靠的重要手　段，因此应引起管桩生产企业和质量监管部门的重视。　关键词：先张法预应力高强混凝土管桩；抗弯性能试验；破型检测；型　式检验；裂缝；钻芯法　中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００７—７３５９（２０１　４）０３—０２０１—０２　０前言　近几年来，先张法预应力高强度混凝土管桩（即ＰＨＣ管桩，　以下简称管桩）在全国范围内的大量采用，愈来愈多的显示其　多方面的优点，管桩生产企业也涌现出来。但是各个管桩生产　企业的技术力量和生产工艺又不尽相同，经常出现由于某种主　管或客观因素的影响，导致部分有缺陷的产品进入建筑工地，　将会给工程质量造成很大的安全隐患。因此，管桩厂内定期确　认检验（型式检验）和施工现场定量抽检，是各级行政部门和检　测检验机构动态控制管桩产品质量的主要手段，而管桩抗弯性　能试验和破型检测又是厂内定期确认检验和施工现场定量抽　检的首选方案。　１　管桩抗弯性能试验和破型检测抽样规则　１．１管桩抗弯性能试验和破型检测抽样规则　管桩抗弯性能试验是目前控制管桩桩身整体质量比较好　的方法。规范《先张法预应力混凝土管桩》（ＣＢ１３４７６—２００９）中　型式检验的要求是在同品种、同规格、同型号的出厂检验合格　产品中随机抽取１Ｏ根进行外观质量和尺寸允许偏差检验，在　外观质量和尺寸允许偏差全部合格的１０根中随机抽２根进行　抗弯性能试验，再在抗弯试验完成后的经剔凿破型后的１根管　桩分别进行预应力钢筋直径、配置数量、保护层厚度、螺旋钢筋　直径、间距及加密区长度等项目的检测。在安徽省地方标准《先　张法预应力混凝土管桩基础技术规程》（ＤＢ３４）和阜阳市“关于　加强我市预应力混凝土管桩施工质量管理的意见”中要求，匪　对　于进入施工现场的管桩按生产厂家、规格，对每个工地，每进场　５０００ｍ应送单节管桩进行抗弩陛能试验和破型试验。若同一生　产厂家每种规格桩进场不足５０００ｍ的，按５０００ｍ计。　２管桩抗弯性能试验要点　２．１管桩抗弯性能试验方法　收稿日期：２ｏ１４－ｏ４—０２　作者简介：卢松（１９８４一），男，安徽阜阳人，毕业于安徽建筑大学，工程　师。　Ｐ　３　２　１　厂’　一Ｌ一，一一一－－一：　一一下一一一一一　一＋一　一卜一～ｒ＝＝　一一一一　一一卜一一一　——　二一＋一　垒　ａ　！二厂，　｝　／　｝，　０．３Ｌ　０．３Ｌ　Ｊ—　０．２Ｌ　Ｏ．６ｌ　０．２Ｌ　Ｌ　滚动铰支座；５一管桩；６－－滚动铰支座；卜支座；８一固定铰　支座　图１　管桩的抗弯试验示意图　检　测　、　试　验　与　钡ｑ　量　技　术　图２　表１　管桩的单节桩长允许偏差　表２　单节桩长㈤　６　７　８　９　１０　１２　１４　１５　１６　±Ｏ．５％Ｌ（ｍｍ）　±３０　±３５　￣４０　±４５　±５０　±５５　士６０　士６５　±７０　安　规范中管桩抗弯性能试验方法有垂直向上、垂直向下和水　平加载法。但考虑到实际操作难度应尽可能的选择垂直向下加　徽　载法，现就垂直向下加载法所使用试验设备及数据采集过程加　建　以介绍，以做到公开、透明、科学、公正。　筑　２．２管桩抗弯性能试验及要点　采用是垂直向下逐级加载法，其试验示意图见图１，试验　圈　２０１４年第３期（总１９７期）　安徽建筑　过程是：第一步按抗裂弯矩的２０％的级差由零加载至抗裂弯矩　的８０％，然后按抗裂弯矩的１０％的级差继续加载至抗裂弯矩的　１００％，每级荷载的持续时间为３ｍｉｎ；第二步按抗裂弯矩的５％　的级差加载至裂缝出现，每级荷载的持续时间为３ｍｉｎ，测定并　记录裂缝宽度；第三步按极限弯矩的５％的级差加载至出现极　限状态的检验标志之一时为止，每级荷载的持续时间为３ｍｉｎ。　虽　间距和加密区长度可用钢卷尺和钢直尺。破型过程中应避免出　现对端板及钢筋的损伤，避免预应力钢筋和环箍的位置的扰　动。而对钻芯检测管桩混凝土抗压强度时，则不得在已沉桩或　沉桩后的管桩桩身上钻取，也不可以在已破损的管桩桩身上钻　取，钻芯机的固定、操作钻取以及磨平机精度都比《钻芯法检测　混凝土强度技术规程））（ＣＥＣＳ０３：２００７）要求高。检测单位应考虑　破型检测的目的和必要性，在多方见证人员见证下通过对管桩　端板厚度、预应力钢筋直径及数量、螺旋箍筋直径及间距、螺旋　箍筋加密区长度等进行实地测量。各测量结果应与１０Ｇ４０９图　集比较，对不符合标准要求的管桩应该予以禁止继续使用，已　观测并记录各项读数。规范中给出的极限状态检验标志：受拉　区混凝土裂缝宽度达到１．５ｍｍ；受拉区钢筋被拉断；受压区混　凝土破坏。　２．３以管桩规格为ＰＨＣ５００ＡＢ１　２５—１　０为例，其实时荷载计算　方案见表１　打入地下的桩应采取相关处理措施。在检测过程中应进行实时　录像或拍照进行存档，确保检测数据的真实有效。图２所示为　部分破型后的管桩样品。　管桩抗弯性能试验表明，管桩主要应力位于跨中纯弯段　内，裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定，裂缝出　现后中性轴上移。由此可知要保证最大弯矩中心在支座中心，　管桩长度一定要实测实记，常见单节管桩长度允许偏差见表　２；管桩抗弯性能试验台应放在坚实、平整场地上，以保证加载　时管桩均匀受力；试验台及附属加载设备自重也应定期测量校　正；裂缝观测、数值传输采集系统要定期校核验证。　４结语　本文通过对管桩抗弯性能试验和破型检测原型及过程介　绍，根据实际工作经验及数据汇总出试验检测中需要注意的事　项，根据现行较宽松的国家标准大部分管桩都能满足抗弯性能　试验和破型检测试验要求。由于本地区管桩试验开展应用时间　较短，以及笔者经验、水平有限，希望通过对此试验的介绍能够　给同行及相关部门以参考。　３管桩破型检测试验方法及要点　３．１管桩破型检测试验方法及要点　管桩破型检测可以比较直观的测量管桩的相关技术参数，　但是高强混凝土与预应力钢筋以及环箍筋之间超强的相互作　检　用力使得破型检测通常不那么容易进行。当确实对其质量有怀　测　疑时，可以进行破型检测，对于管桩结构钢筋的抽检可利用先　试　施工的２ｍ以上长度的余桩经人工破碎后进行检测，若工地没　验　有余桩可利用，则应在工地上随机选取２节桩经人工破碎后检　、　参考文献　［１］１　ＧＢ１３４７６—２００９，先张法预应力　昆凝土管桩【ｓ】．北京：中国标准出版　社，２００９．　【３］ＤＢ３４／Ｔ１　１９８—２０１０，先张法预应力混凝土管桩基础技术规程【ｓ】．　与　【４］ＧＢ／Ｔ１９４９６—２００４，钻　芷：检测离心高强混凝土抗压强度试验方法［ｓ】．　北京：中国标准出版社，２００４．　测　测。检测钢筋直径时以便于读数，可用数显游标卡尺，检测箍筋　量　技　（上接第１６７页）　术　力墙相连，但ＪＣＣＡＤ计算中桩的竖向承载力计算无法考虑剪　力墙的作用，而通过手算的方法有较繁琐，当需要调整桩的布　置还需要重新计算，给工程出图带来不便。　了符合规范的要求，就要假定独立基础平面内刚度无限大，这　是通过对基础平面内节点实行节点束缚来实现的。ＳＡＰ２０００有　限元分析的结果见图２。　加了剪力墙后３ｃ承台桩未出现上拔力，最大反力为　９５１ｋＮ；４Ｃ承台桩的最大上拔力为１４８ｋＮ，最大反力为１８４ｋＮ，　均满足要求见表１。加了剪力墙后３Ｃ承台桩，最大反力为　３采用ＳＡＰ２０００对设剪力墙的双承台基础　桩的分析　ＳＡＰ２０００是集成化的通用结构分析与设计软件，可以进行　三维空间整体分析。在ＳＡＰ２０００中建模，实际结构单元用对象　来体现，先定义出所使用的材料性质，再建立结构模型，指定荷　载和属性到对象上；然后进行结构分析，此时程序会自动将建　立的面对象的模型转换成基于有限元的模型；在分析结束后，　２８５４．５１ｋＮ；４Ｃ承台桩的最大反力为２８０６．５６ｋＮ，均满足要求　（见表２）。　４结论　综上所述，通过ＳＡＰ２０００的分析，对钢结构主厂房支撑下　通过结果数据对模型进行研判，得出合理的结论。在分析建模　的过程中，也可以控制网格划分，如细分的程度，以及处理相交　采用支撑下布剪力墙的方法不仅可以起到联系基础，共同抵抗　水平力的作用，还可以将两个承台桩联合起来共同承担上部作　用，减少钢结构主厂房支撑下的基础桩上拔力，同时也可以减　少地震荷载下的最大反力。　单元的连接等，来做到对象和单元的一一对应。　为了和ＪＣＣＡＤ模块进行比对，对ＳＡＰ２０００建立的模型采　取了以下几项假定：　①基础和墙采用ＳＡＰ２０００中厚膜来模拟；　参考文献　…１　ＪＧＪ９４—２００８，建筑桩基技术规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，　２０ｏ８．　②桩采用直径８００的柱单元来模拟与基础采取顶部铰接、　底部刚接的做法，对桩的反力的读取通过柱顶内力来反映；　③短柱采用矩形柱单元模拟，与基础刚接。　在对结构分析时应注意以下两点：ａ．单元的剖分，在此过程　中单元的剖分应要保证柱和剪力墙的节点要共用，基础的剖分　【２】ＤＬ　５０２２—２０１２，火力发电厂土建结构设计技术规程［　北京：中国　计划出版社，２０１２．　［３】北京金土木软件公司．ＳＡＰ２０００中文版使用指南（第二版）【Ｍ】．北　要经过桩的顶点；ｂ．冈　胜基础的保证，作为独立基础的设计，为　京：人民交通出版社，２０１　１．