前言
先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種空心筒體細(xì)長混凝土預(yù)制構(gòu)件，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。因其適用面廣、混凝土強(qiáng)度高、樁身承載能力高、抗彎性能好、工期短、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。成品管樁的質(zhì)量，直接影響到整個(gè)工程的基礎(chǔ)是否牢靠。本文主要探討針對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的成品管樁的破樁檢測(cè)的方法，并分析無損檢測(cè)與破損檢測(cè)的差異。
一、預(yù)應(yīng)力鋼棒
預(yù)應(yīng)力鋼棒采用低松弛預(yù)應(yīng)力混凝土用螺旋槽鋼棒（代號(hào)PCB-1420-35-L-HG），其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒》GB/T5223.3-2005的有關(guān)規(guī)定，幾何特性及理論質(zhì)量符合表1要求。
表1低松弛預(yù)應(yīng)力混凝土用螺旋槽鋼棒幾何特性及理論質(zhì)量
對(duì)于成品管樁，必須進(jìn)行破樁，取出預(yù)應(yīng)力鋼棒，并將表面清理干凈，測(cè)量其外輪廓直徑。若懷疑鋼棒有“深凹槽”等偷料現(xiàn)場(chǎng)，也可以測(cè)定其橫截面積或質(zhì)量。
1、預(yù)應(yīng)力鋼棒橫截面積測(cè)量
在管樁中截取預(yù)應(yīng)力鋼棒一根，長度不小于300mm，表面清理干凈。測(cè)量所取鋼棒長度，精確至1mm，稱鋼棒質(zhì)量，精確至0.1g，按（1）式計(jì)算鋼棒的橫截面積，精確至0.1mm²。
…………………………（1）
—鋼棒的橫截面積（mm²）
—鋼棒質(zhì)量（g）
—鋼棒長度（mm）
—鋼的密度（g/cm³）
2、預(yù)應(yīng)力鋼棒外輪廓直徑測(cè)量
在管樁中截取預(yù)應(yīng)力鋼棒一根，長度不小于300mm，表面清理干凈。考慮到預(yù)應(yīng)力鋼棒的截面形狀，在所取預(yù)應(yīng)力鋼棒中部的同一截面的三個(gè)不同方向上測(cè)量外輪廓直徑，取平均值，精確至0.01mm。
二、螺旋筋
螺旋筋宜采用低碳鋼熱軋圓盤條、混凝土制品用冷拔低碳鋼絲，其質(zhì)量應(yīng)分別符合《低碳鋼熱軋圓盤條》GB/T701-2008、《混凝土制品用冷拔低碳鋼絲》JC/T540-2006的有關(guān)規(guī)定，直徑允許偏差符合表2的要求。
兩種不同螺旋筋的直徑允許偏差不同，在檢測(cè)中應(yīng)加以區(qū)分。
國標(biāo)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》GB13476-2009中螺旋筋最小直徑為4mm，加密區(qū)長度為2000mm，加密區(qū)螺旋筋的螺距為45±5mm，非加密區(qū)螺距為80±5mm，而省圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》蘇G03-2012中螺旋筋最小直徑為5mm，加密區(qū)長度為2000mm，加密區(qū)螺旋筋的螺距為45±5mm，非加密區(qū)螺距為75±5mm。對(duì)兩者的差別，在檢測(cè)中應(yīng)加以區(qū)分。
1、螺旋筋直徑測(cè)量
在管樁中截取螺旋筋一段，長度不小于300mm，表面清理干凈。在所取螺旋筋中部的同一截面的兩個(gè)相互垂直的方向上測(cè)量直徑，取平均值，精確至0.01mm。
2、螺旋筋螺距平均值測(cè)量
?、偌用軈^(qū)螺旋筋螺距平均值：
在管樁端部0～2000mm范圍內(nèi)沿縱向破碎混凝土，使得預(yù)應(yīng)力鋼棒及螺旋筋完全裸露。用鋼卷尺測(cè)量管樁端部至0～2000mm范圍離端部最遠(yuǎn)的一環(huán)螺旋筋的距離L1，精確至1mm。數(shù)0～L1范圍內(nèi)的螺旋筋環(huán)數(shù)N1，按式（2）計(jì)算加密區(qū)螺旋筋螺距平均值M1：
…………………………（2）
?、诜羌用軈^(qū)螺旋筋螺距平均值：
在管樁中部2000mm范圍內(nèi)沿縱向破碎混凝土，使得預(yù)應(yīng)力鋼棒及螺旋筋完全裸露。用鋼卷尺測(cè)量裸露出的螺旋筋中第一環(huán)至最后一環(huán)的距離L2，精確至1mm，并數(shù)螺旋筋環(huán)數(shù)N2，按式（3）計(jì)算非加密區(qū)螺旋筋螺距平均值M2：
…………………………（3）
三、端板
國標(biāo)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》GB13476-2009及省圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》蘇G03-2012中，端板最小厚度根據(jù)鋼棒直徑選用，而國家圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》10G409中端板最小厚度與鋼棒直徑無一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在檢測(cè)中應(yīng)加以區(qū)分。如PHC400A95的管樁，在國標(biāo)及省圖集中，端板最小厚度為18mm，而在國家圖集中則為20mm。
1、端板厚度測(cè)量
在管樁端頭取下端板一片，表面清理干凈。在端板中部離內(nèi)徑2～3cm的范圍內(nèi)測(cè)量端板厚度，每隔90°測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，共測(cè)量4個(gè)點(diǎn)，取平均值，精確至0.1mm。
四、混凝土保護(hù)層厚度
國標(biāo)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》GB13476-2009中規(guī)定：外徑300mm管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不得小于25mm，其余規(guī)格管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不得小于40mm。
1、混凝土保護(hù)層厚度測(cè)量
在管樁中部同一截面三處不同部位破碎混凝土，使得預(yù)應(yīng)力鋼棒裸露，清理表面，用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量混凝土保護(hù)層厚度，精確至0.1mm。
五、混凝土抗壓強(qiáng)度
管樁由離心工藝成型，強(qiáng)度等級(jí)高，不適宜用回彈法檢測(cè)實(shí)體強(qiáng)度，可以采用鉆芯法檢測(cè)。
在管樁的兩端及中部鉆取直徑70mm的混凝土芯樣各一個(gè)，共3個(gè)，所取芯樣中不得含有預(yù)應(yīng)力鋼棒。芯樣加工時(shí)，必須將芯樣內(nèi)側(cè)的浮漿、水泥凈漿及砂漿層切掉，用磨平機(jī)對(duì)芯樣兩端進(jìn)行磨平處理，控制高徑比1.0～1.2。芯樣自然風(fēng)干后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，加載速度控制在0.2MPa/s～0.4MPa/s。
芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值的計(jì)算見式（4），結(jié)果精確至0.1MPa。
…………………………（4）
…………………………（5）
…………………………（6）
…………………………（7）
式中：
—芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值（MPa）；
—芯樣抗壓試驗(yàn)時(shí)測(cè)得的最大壓力（N）；
—芯樣的平均直徑（mm）；
—芯樣高徑比修正系數(shù)；
—芯樣內(nèi)含鋼筋修正系數(shù)，當(dāng)芯樣內(nèi)不含鋼筋時(shí)，去=1；
—芯樣高徑比；
—芯樣的高度（mm）；
—芯樣內(nèi)含鋼筋的直徑（mm）；
—芯樣內(nèi)含鋼筋軸心與芯樣端面較近一端的距離（mm）。
試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定：
同一制品中鉆取并加工成符合要求的芯樣數(shù)量為3個(gè)。
若3個(gè)芯樣所測(cè)得的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值符合式（8）和式（9）規(guī)定，則判定該制品的混凝土強(qiáng)度合格。
…………………………（8）
…………………………（9）
式中：
?。?個(gè)芯樣的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值的平均值（MPa）；
—3個(gè)芯樣的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值中的最小值（MPa）；
—混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），如C80混凝土，=80MPa。
若鉆取的3個(gè)芯樣所測(cè)得的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值不符合式（8）和式（9）的規(guī)定，則判定該制品的混凝土強(qiáng)度不合格。
若鉆取的3個(gè)芯樣所測(cè)得的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值只符合式（8）和式（9）中的一項(xiàng)規(guī)定，則應(yīng)在該制品上再鉆取9個(gè)芯樣進(jìn)行試驗(yàn)。
若測(cè)得的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值能滿足式（10）和式（11）條件，則判定該制品的混凝土強(qiáng)度合格。
…………………………（10）
…………………………（11）
式中：
—鉆取的12個(gè)芯樣的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值的平均值（MPa）；
—鉆取的12個(gè)芯樣的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值中的最小值（MPa）。
若測(cè)得的芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度推算值不能同時(shí)滿足式（10）和式（11）條件，則判定該制品的混凝土強(qiáng)度不合格。
六、無損檢測(cè)與破損檢測(cè)的比較
鋼筋探測(cè)儀、測(cè)厚儀等無損檢測(cè)的設(shè)備因其使用靈活、操作方便快捷等特點(diǎn)在建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用，筆者也將其運(yùn)用到管樁檢測(cè)中，并與破損檢測(cè)的方法進(jìn)行了比較。
在螺旋筋間距的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螺旋筋間距過密時(shí)，無損檢測(cè)的方法無法分辨，往往檢測(cè)結(jié)果與破損檢測(cè)后差異巨大。例如國標(biāo)中0～2000mm的加密區(qū)螺旋筋間距為45±5mm，破損檢測(cè)出42環(huán)，間距為49mm，能滿足45±5mm的要求，而無損檢測(cè)往往因部分區(qū)域相鄰的幾環(huán)箍筋過密只能檢測(cè)出1環(huán)，特別是靠近端頭的部分，如少檢測(cè)出3環(huán)，間距則變?yōu)?3mm，不滿足45±5mm的要求。經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)廠家為成本考慮，螺旋筋螺距都在正偏差范圍內(nèi)，即45～50mm，無損檢測(cè)很容易因少檢測(cè)出的幾環(huán)而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此不推薦用無損的方法檢測(cè)螺旋筋螺距。
在端板厚度的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上仍有少量的“凹槽”端板，在成品管樁上，從外表上無法區(qū)分，另外端板在制作過程中對(duì)外表面有平整度要求，而內(nèi)表面無此要求。若將端板從管樁上卸下來，內(nèi)外表面均能看到，在選擇測(cè)點(diǎn)時(shí)也可以避開毛刺等不平整的區(qū)域，測(cè)點(diǎn)具有代表性。而用無損的方法直接在管樁上檢測(cè)，因無法得知端板內(nèi)表面的情況，測(cè)點(diǎn)選擇不具備代表性。另外還有一種半破損檢測(cè)的方法，即在管樁端頭內(nèi)壁，敲掉少量混凝土，露出部分端板進(jìn)行檢測(cè)，這種方法同樣存在測(cè)點(diǎn)不具備代表性的問題。
在混凝土保護(hù)層厚度的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)到的保護(hù)層厚度，實(shí)際上是距混凝土表面最近的鋼筋表面的到混凝土表面的距離，此鋼筋可能是預(yù)應(yīng)力鋼棒，也可能是螺旋筋。因管樁螺旋筋間距較密，在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)有5mm左右的波動(dòng)，受到螺旋筋的影響，且對(duì)結(jié)果有質(zhì)的影響。另外鋼筋探測(cè)儀的精度不滿足國標(biāo)中的要求，因此不推薦用無損的方法檢測(cè)混凝土保護(hù)層厚度。
在鉆芯檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，可以用鋼筋探測(cè)儀掃描出鋼筋位置，避開鋼筋取芯。
結(jié)束語
針對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)已進(jìn)場(chǎng)的成品管樁，可以通過破損檢測(cè)的方法檢測(cè)預(yù)應(yīng)力鋼棒、螺旋筋、端板厚度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土強(qiáng)度來判斷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有無偷工減料的問題。無損檢測(cè)可以作為一種輔助檢測(cè)的手段進(jìn)行初步判斷，獲得直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)必須通過破損的方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB13476-2009先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁
[2]10G409預(yù)應(yīng)力混凝土管樁
[3]蘇G03-2012預(yù)應(yīng)力混凝土管樁
[4]GB/T19496-2004鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法
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