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预应力混凝土管桩质量检测方法


预应力混凝土管桩质量检测方法
1、 适用范围:用于湖北省内建设工程中使用的低桩承台预应力混凝土管桩基础的预应力 钢 筋力学性能及其分布受力情况、先张法预应力管桩端板材质、桩身混凝土强度、桩

位偏差、混凝土保护层厚度的检测。预应力混凝土管桩包括:高强预应力混凝土(PHC)管 桩、预应力混凝土(PC)管桩、预应力混凝土薄壁(PTC)管桩以及用于锚杆静压

的短节 预应力管桩。管桩直径一般在 300mm~600mm。

2、 引用标准:
DB42/489-2008 GB/T5223.3-2005 JC/T947-2005 GB 13476-2009 GB/T50081-2002 GB/T 228 《预应力混凝土管桩基础技术规程》 《预应力混凝土用钢棒》 《先张法预应力混凝土管桩用端板》 《先张法预应力混凝土管桩》 《普通混凝土力学性能试验方法》 《金属材料室温拉伸方法》

3、 试验项目
3.1 预应力钢筋抗拉强度 3.2 预应力钢筋直径、数量、钢筋分布 3.3 端板材质、厚度、尺寸偏差及外观质量 3.4 钢筋保护层厚度 3.5 桩位检测 3.6 桩身混凝土强度

4、预应力钢筋抗拉强度试验
4.1 预应力钢筋的取样 预应力钢筋代号为 PCB,取样数量 1 根;先做抗拉,再测其伸长率。预应力钢筋抗拉 强度试验应在对每个厂家生产的每一种桩型随机抽取一节管桩桩节进行检测;在沉桩过程 中,应随机抽查已截下的桩头进行检测,检测数量每单体工程应不小于总管桩数量的 1%, 且不少于 3 根。 4.2 设备 万能试验机,量程适当,1 级准确度要求;钢筋标距仪;游标卡尺,精度 0.05mm。 4.3 试验步骤

4.3.1 按金属拉伸试验要求制作 600mm 左右长规定数量的试样。 4.3.2 用钢筋标距仪对将进行拉伸试验的钢筋进行标距,标距区离夹口位置至少 25mm, 且标距痕迹不影响拉伸试验结果(不是由于标距痕迹引起的痕迹处的脆性断裂) ;测量 断后伸长率时标距 L0 ? 8d ,测量最大力总伸长率时标距 L0 ? 200mm。 4.3.3 按金属室温拉伸试验要求速率(应变速率不应超过 0.0025/S)将钢筋拉伸至断裂, 记录抗拉荷载值和计算出 ? 0.2 值。 4.3.4 用游标卡尺测量其断后伸长率,并记录结果并修约到 0.5%。 4.3.5 抗拉强度值=抗拉极限荷载值/钢筋的公称截面积,精确到 0.1MPa。 表1 钢筋公称直径(mm) 7.1 9 10.7 12.6 4.4 预应力混凝土用钢棒质量要求 最大低松弛值不大于 2.0%(70%初始应力 1000h 松弛试验)的螺旋槽钢棒;抗拉强度小 于 1420MPa,非比例延伸强度值不小与 1280MPa;延性满足预应力混凝土钢棒延性 35 级别要求,断后伸长率不小于 7%,最大力总伸长率不小于 3.5%。 钢筋公称面积( m m ) 40 64 90 125
2

5、先张法管桩端板材质、厚度、尺寸偏差及外观检测方法
端板材质、厚度、尺寸偏差检测应在沉桩前,对每个厂家生产的每一种桩型随机抽取一 节管桩桩节进行破坏性检测;在沉桩过程中,应随机抽查已截下的桩头进行端板尺寸检 测,检测数量每单体工程应不小于总管桩数量的 1%,且不少于 3 根。 5.1 外观检测与抽样 端板外观检测以目测为主并应该逐片检查,当满足以下要求时及判定合格: 5.1.1 端板不可有可见裂缝。 5.1.2 端板外表面应平整,不得有凹坑和麻面。 5.2 端板厚度、尺寸偏差检测抽样和判定 同一规格连续生产的 1000 片为一批,每一批随机抽取 10 片进行检验,检测方法为用游 标卡尺和钢直尺测量尺寸偏差,当尺寸偏差满足一下规定则判定合格:

5.2.1 端板厚度用游标卡尺准确测量某一截面 0° 、90° 、180° 、270° 四处厚度,每处厚度 偏差应符合表 3 关于厚度(正偏差不限,负偏差为 0)的规定,其厚度值取 4 处平均 值(端板的计算厚度应该扣除端板内表面的凹坑和麻点的深度) ,最小厚度应该满足 下表规定: 表2 钢棒直径/mm 端板最小厚度/mm 7.1 15 9.0 18 10.7 20 12.6 24

5.2.2 当端板外径为大于 600mm 的非常规尺寸时,应设置消除焊应力槽,槽深部宜小于 5mm,槽位子应符合相关规定; 5.2.3 相邻锚孔之间的允许误差不得大于± 0mm,任意锚孔之间的累计公差不得大于 1 ± 0mm。 1 5.2.4 外形尺寸偏差符合下表要求: 单位:毫米 检测项目 端板平面度 外径 5.3 端板材质力学性能试验 5.3.1 在外观质量和尺寸偏差检测合格的产品中随机抽取 2 片进行力学性能试验。 5.3.2 端板材质应采用 Q235B,其厚度应满足表 2 规定。 5.3.3 将制作端板用的钢材锯切加工成符合钢筋力学性能试验要求规格的试件(可以制备 成圆形或矩形截面比例试样,试件宽度或直径取 10mm,原始标距 50mm,试件长度 100mm,宽厚比不超过 8:1) ,按 GB/T 228 试验方法进行抗拉强度试验,再按要求计算 其抗拉强度、屈服强度和伸长率。 5.3.4 端板材料的力学性能应符合下表规定 屈服强度 N/ m m ≥225
2

表3 允许偏差 ≤0.5 0,-1 检测项目 内径 厚度 允许偏差 0,-2 正偏差不限,0

表4 抗拉强度 N/ m m 375~500
2

伸长率% ≥25

6、预应力钢筋直径、数量、钢筋分布、混凝土保护层厚度检测方法
6.1 抽检数量 6.1.1 在沉桩前,对每个厂家生产的每一种桩型随机抽取一节管桩桩节进行破坏性检测。 当检测结果不符合要求时, 取双倍, 再发现不合格桩节则该批桩节不准使用必须撤离现场。 6.1.2 在沉桩过程中,应随机抽查已截下的桩头,进行钢筋数量、钢筋直径、钢筋布置、

钢筋保护层厚度检测。检测数量每单体工程应不小于总管桩数量的 1%,且不少于 3 根。 6.2 检验方法 6.2.1 钢筋数量检测:对桩节进行破坏性检测时,检查两端头钢筋数量和中间部位数量是 否均符合设计要求。沉桩时,截下桩头检查钢筋数量是否符合实际要求,也可以按规定 用钢筋扫描仪对钢筋数量进行无损检测。 用钢筋扫描仪进行无损检测方法 6.2.2 钢筋直径检测:对桩节进行破坏性检测时,取中间截面上的预应力钢筋顺着钢筋的 槽走向测量每一根受力钢筋的直径;沉桩时,直接在截下的桩头上检查受力钢筋直径。 6.2.3 预应力钢棒(螺旋槽钢)直径偏差应符合下表规定 公称 直径/ mm 7.1 9 10.7 12.6 螺旋槽 数量/(条) 3 6 6 6 外轮廓直径及偏差 直径 D/mm 7.25 9.15 11.10 13.1 ± 0.20 偏差/mm ± 0.15 表5

6.2.4 钢筋分布检测:沉桩前,在破坏试验桩节上取中间同一截面,由于规定钢筋数量不 得少于 6 根, 检测时可检查钢筋是否沿着分布圆周均匀布置并用游标尺或钢直尺测量其 最大间距、最小间距和平均间距,间距允许偏差为± 5mm。亦可按规定用钢筋扫描仪对 钢筋分布进行无损检测。 6.2.5 混凝土保护层厚度检测 (1)沉桩前,在破坏试验桩节上用深度游标卡尺或钢直尺在管桩桩节中部同一断面的 三处不同位置测量,精确到 0.1mm。测量工具分度值不大于 0.05mm;亦可按规定用 钢筋探测仪对保护层厚度做无损检测。 (2)混凝土保护层厚度规定:外径为 300mm 管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不 得小于 25mm,其余规格管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于 40mm。 (3)管桩预应力钢筋混凝土保护层厚度检测的允许误差为: (5,0) 。

7、钻芯法检测预应力管桩混凝土强度试验
7.1.试验仪器设备 7.1.1 钻心机:应具有足够的动力、钢度,且操作灵活、固定和移动方便,并应有水冷却系

统。钻心机主轴的径向跳动应小于 0.05mm,轴向窜动应小于 0.1mm。钻芯机宜采用 70~100mm 的筒型钻头,筒型钻头不得有肉眼可见的裂缝、缺边、少角、倾斜及变形等 缺陷。 钻头与钻机的钻轴同轴度偏差不得大于 0.3mm, 钻头的径向跳动不得大于 1.5mm。 7.1.2 锯切芯样的锯切机:具有水冷系统和牢固的夹具装置,圆锯片应有足够的刚度。 7.1.3 研磨机:研磨机加工性能应该达到芯样试验的外观质量和形位公差技术要求。 7.1.4 压力机:符合 GB/T3722、GB/T2611 的规定,测量精度为± 1%。试件的破坏荷载应在 试验机全量程的 20%~80%之间。 7.2 取样要求 7.2.1 钻芯取样应在随机抽取的一根未施打的桩段上进行, 在桩的两端及中间各取 2 个芯样, 即在一个桩段上选取 3 个截面钻取芯样,在一截面处取 2 个芯样,同一截面处取得的 2 个芯样状态不应该差别太大。 取样时可先在中间截面附近进行, 再在两头选取对称截面 位置取样,取样位置最小间距不宜小于 1m,并应离制品两端面 1.5m 开外并尽量避开 预应力钢筋、螺旋筋密绕部位及桩身钢模合缝处。 7.2.2 钻芯取样时,应在便于钻芯机安装和操作的部位,试样内一般不宜含有钢筋。当不能 满足时, 则一个试件内最多只允许含有 2 根钢筋,且钢筋应与芯样轴线垂直。 7.2.3 芯样直径为 70~100mm,一般不宜小于骨料最大直径的 3 倍,任何时候都不得小于骨 料最大直径的 2 倍。 7.3 试样制备与加工要求 7.3.1 现场取好芯样并做好标识后,仔细包装,搬运时轻拿轻放,不得挤压和碰撞。并由 熟练的试验人员按试验要求将芯样锯切、磨平加工。 7.3.2 芯样加工成高度和直径的比值为 1.0~1.2 的圆柱体试样。 7.3.3 芯样的外观质量及行位公差应符合下列规定: a 芯样不得有可见裂纹、掉角、孔洞。 b 芯样圆柱度不得大于 1.5mm。 c 芯样平面度不得大于 0.06mm。 d 芯样平行度不得大于 1.0mm。 e 芯样垂直度不得大于 2.0° 。 7.3.4 如经过锯切、磨平不能达到上述高度和外观质量要求,宜采用环氧胶泥或硫磺胶泥等 材料在专用补平装置上补平。但补平材料厚度不宜大于 2mm,补平时宜采用 6mm 厚 直径比芯样打 25mm 以上的平玻璃板作为基准,待补料达到设计强度后,再将芯样补

平面与玻璃板脱离。经补平后的试样应符合高度和外观质量要求。 7.4 钻芯法测预应力管桩混凝土强度试验步骤: 7.4.1 随机抽取一根未施打的桩段,选定取样部位并安装钻心设备,钻芯机安装平稳后,应 将钻心机固定,防止工作时产生位置偏移、跳动。钻心机主轴应与被钻取芯样的制品 外表面切线相垂直;钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水的压力不宜小于 0.1MPa,流量不宜小于 3L/min。钻取芯样时,速度应均匀,推进行程的速度不宜大于 5mm/min。 7.4.2 取好样品后从钻孔中取出试件晾干,做上清晰牢固的标记,记录制品的编号、钻取 位置和方向、取样日期等。仔细包装好,搬运时轻拿轻放,不得挤压和碰撞。并由熟 练的试验人员按试验要求将芯样锯切、磨平加工成符合技术要求的试样。若试样经加 工后高度和质量不能满足试验要求,则应重新取样。 7.4.3 试压前检查加工后的芯样外观是否有缺陷,并测量圆柱体的平面度、平行度、垂直 度、圆柱度是否满足抗压试验要求,并检查芯样内是否有钢筋存在,若有则应测量预 应力钢筋的直径。 7.4.4 测量芯样平均直径:用游标卡尺测量芯样上、中、下 3 个部位相互垂直 6 处直径, 取平均值,精确到 0.1mm; 7.4.5 测量芯样高度:用游标卡尺测量芯样端面 0° 、90° 、180° 、270° 处高度,取其平均 4 值,精确到 0.1mm; 7.4.6 若芯样中含有钢筋,测钢筋轴心与芯样端面较近一端的距离,精确到 0.1mm; 7.4.7 将芯样放在试验机下压板或垫板上,芯样的中心应与试验机下压板中心对准,开动 试验机,当上压板与芯样接触时,调整球座,使接触均衡; 7.4.8 在试验过程中应该均匀的加荷,使之保持在 0.2MPa~0.4MPa 的范围之内,直至最大 荷载,并记录最大荷载,精确到 0.1MPa。 7.5 芯样试件混凝土抗压强度推算值的计算

R ? [4F /(?d 2 )] ? f1 ? f 2 ------------------- 1) (
在式(1)的系数应按式(2) 、式(3)和式(4)计算:

f1 ? 2.5 /(1.5 ? 1 / ? ) ------------------------------ 2) (

( ? f 2 ? 1.0 ? 1.5 ? [?(d s ? hs )] /(d ? H )?- 3)

? ? H / d --------------------------------------------(4)
式中:

R
F

--------芯样试件混凝土抗压强度推算值,单位为兆帕; -------芯样抗压试验时测得的最大压力,单位为牛顿; --------芯样的平均直径,单位为毫米;

d

f1 --------芯样高径比修正系数,高度和直径相等时取 1.0; f 2 -------芯样内含钢筋修正系数,当芯样内不含钢筋时,取 1.0。

?
H

-------芯样高径比; ------芯样高度,单位为毫米; -------芯样内含钢筋直径,单位为毫米; -------芯样内含钢筋轴心与芯样端面较近一端的距离,单位为毫米。

ds hs

芯样试件混凝土抗压强度推算值的计算应精确至 0.1MPa。 7.6 芯样试件混凝土抗压强度试验结果评定 7.6.1 混凝土强度评定时,6 个芯样中同一截面取样的 2 个芯样可取平均值,可以得到 3 个抗压强度推算值;3 个芯样平均值的最小值为该节桩混凝土强度的评定值。 7.6.2 若测得的 3 个混凝土抗压强度推算值符合(A.1)和(A.2)式规定,则判定该制品 的混凝土强度合格。

R ? f cu,k

-------------------------------------------------(A.1) -------------------------- (A.2)

Rmin ? 0.85 f cu,k
式中:

R ---------3 个截面处芯样混凝土抗压强度推算值的平均值,单位为兆帕;

Rmin ------3 个截面处芯样混凝土抗压强度推算值的最小值,单位为兆帕;

f cu,k ------混凝土立方体抗压强度标准值,单位为兆帕,如 C80 砼 f cu,k ? 80MPa 。
7.6.3 若测得的 3 个混凝土抗压强度推算值不符合(A.1)和(A.2)式规定,则判定该制 品的混凝土强度不合格。

7.6.4 若测得的 3 个混凝土抗压强度推算值只符合(A.1)和(A.2)式其中一项规定,应 再在制品上用同样的钻芯取样试验方法测得 9 个混凝土抗压强度推算值。 (1)若测得的混凝土抗压强度推算值符合(A.3)和(A.4)式条件,则判定该制品的 混凝土强度合格。

R , ? 0.85 f cu,k

---------------------------------(A.3) -------------------------(A.4)

R , min ? 0.75 f cu,k
式中:

R , ------------测得的 12 试样个混凝土抗压强度推算值的平均值,单位为兆帕;

R , min ---------测得的 12 试样个混凝土抗压强度推算值的最小值,单位为兆帕。
(2)若测得的混凝土抗压强度推算值不能同时满足(A.3)和(A.4)式条件,则判 定该制品的混凝土强度不合格。 7.7 钻芯取样法测管桩桩身混凝土强度试验流程 随机抽取试验桩段→现场钻取芯样→芯样晾干并编号→芯样加工→试压前测量数据 并检查芯样外观质量→安放试块启动试验机试压→记录→计算强度推算值→判定

8、预应力混凝土管桩桩位检测
8.1 桩位偏差检测 8.1.1 设备:刚直尺或游标卡尺、刚卷尺。 8.1.2 步骤:⑴ 根据设计桩位分布图确定管桩在基础梁下或承台下的分布情况(垂直于 基础梁中心线和沿着基础梁中心线;承台的中间桩和角桩)和根数(基 础梁下的单排桩和双排桩;承台下的桩根数) 。 ⑵ 根据施工线确定管桩桩顶设计的中心点位置(从已知的垂直的两个方向 的施工线向测量的桩位引两条直线,直线的焦点及为桩的设计中心点) , 对比管桩桩顶中心的实际位置,用游标尺或钢直尺量出两者的偏差(以 设计桩位的中心点为坐标原点,实际桩位偏向测量者上方为+,下方为 ﹣,左方为﹣,右方为+,测其偏差值,精确到 1mm。。 ) 8.1.3 预应力混凝土管桩桩顶平面位置的允许偏差应符合下表 6 的规定(单位:mm)

表6 序号 项目 基础梁下单排或双排桩: 1 垂直基础梁中心线 沿着基础梁中心线 2 3 一个承台下桩数为 1~3 根的桩基 一个承台下桩数为 4~16 根的桩基 一个承台下桩数多于 16 根的桩基: 4 角桩及边桩 中间桩 1/3 桩径或 150 中较大者 1/2 桩径 100 150 100 边桩 100,其他 1/3 桩径 允许偏差

注:对基础梁下的排桩沿梁轴线允许偏差、一个承台不多于 9 根桩以及筏板下 的群桩其桩位允许偏差可有设计人员根据工程实际情况考虑增加 0.01H,H 为 施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。 8.2 桩顶标高检测 8.2.1 检测设备:水平仪及标尺,钢卷尺或刚直尺。 8.2.2 检测步骤:① 在要测桩位附近架设水平仪,将标尺竖直立于已知的标高基准点上, 用水平仪读数为 A。 ② 再将标尺竖直立于已经处理过桩头的桩顶面处,用水平仪读数 B。 ③ 设已知的基准标高为 H,则桩顶标高 h=H+A-B。 8.2.3 桩顶标高允许误差:装顶标高偏差不应超过+20mm、-50mm。 8.3 桩身垂直度检测 8.3.1 抽样数量:不应少于总桩数的 5%,在基坑开中如发现土体位移或机械运动影响 桩身垂直度时,应加大检测数量。 8.3.2 检测设备:垂直度检测用直角靠尺。 8.3.3 检测方法:将直角靠尺的一边紧贴桩身,读出垂直偏差度数,换算成倾斜率,计 算公式按式(8.3) ;也可以用经纬仪或全站仪进行精确测量,一般用直角靠尺测 得精度足够使用要求。

l ? tan? ------------------------------------------------------------(8.3)
l ----------倾斜率;? -------倾斜度,单位° 。

8.3.4 检测结果:倾斜率大于 3%,则桩不能使用;对倾斜率在 1~2%及 2%~3%之间的 的桩宜分别进行各不少于 2 根的单桩竖向抗压静载试验,并将试验得出的抗压承载力 乘以折减系数,作为该批桩的使用依据。


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