鄧智文，龔 歡，陳一喬

（廣東省建筑工程集團(tuán)有限公司 廣州 510010）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有定制化標(biāo)準(zhǔn)化、樁身強(qiáng)度高、施工速度快、施工成本低、靜壓施工無噪音等優(yōu)點(diǎn)，被越來越廣泛地應(yīng)用于房屋建筑、市政公路等項(xiàng)目中［1］。對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁抗拔承載力檢測一般采用填芯檢測法［2］，即在管樁管道孔內(nèi)插入若干條鋼筋后澆筑微膨脹混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用焊接方法將鋼筋與檢測鋼拉桿連接在一起，進(jìn)一步將鋼拉桿連接至千斤頂上端的承壓鋼塊。由于采用焊接方式受力計(jì)算復(fù)雜，施工質(zhì)量難以保證，且對會結(jié)構(gòu)主筋造成損傷，試驗(yàn)時(shí)拉桿有脫落的風(fēng)險(xiǎn)，不利于抗拔檢測，如圖1所示。

圖1 填芯檢測法Fig.1 Core Filling Detection Method

本文以某大型房建項(xiàng)目為依托，介紹了一種預(yù)應(yīng)力管樁施工過程無縫穿插抗拔檢測施工技術(shù)，該技術(shù)利用永久結(jié)構(gòu)插筋兼做檢測筋，通過轉(zhuǎn)換鋼板將4 條檢測筋和1條鋼拉桿進(jìn)行荷載轉(zhuǎn)換并連接至千斤頂上部，將檢測裝置焊接連接改為螺栓連接，其受力方式更為合理。管樁抗拔檢測完成后即可立即開展下一步樁基礎(chǔ)承臺施工，在實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管樁抗拔檢測目標(biāo)的同時(shí)還能降低后續(xù)樁基承臺施工成本，其經(jīng)濟(jì)效果顯著。

1 工藝特點(diǎn)

該技術(shù)通過構(gòu)造改良，利用永久結(jié)構(gòu)插筋兼做抗拔檢測筋，檢測筋通過轉(zhuǎn)換鋼板連接鋼拉桿，進(jìn)一步連接至千斤頂上方的錨固板，使得裝置構(gòu)造更為合理，如圖2所示，其具備以下特點(diǎn)：

圖2 轉(zhuǎn)換鋼板連接Fig.2 Conversion Steel Plate Connection

⑴對于選定的將開展抗拔檢測的預(yù)應(yīng)力管樁，利用永久結(jié)構(gòu)插筋兼做抗拔檢測筋，計(jì)算設(shè)計(jì)關(guān)于結(jié)構(gòu)插筋的結(jié)構(gòu)受力情況，若不滿足抗拔檢測要求及時(shí)與各方確認(rèn)調(diào)整，不用另外插入專用檢測筋，從而節(jié)約檢測成本。

⑵利用轉(zhuǎn)換鋼板連接4 條檢測筋和1 條鋼拉桿，檢測筋作為結(jié)構(gòu)筋的一部分下端埋入預(yù)應(yīng)力管樁孔內(nèi)并澆筑微膨脹混凝土，鋼拉桿上端連接至千斤頂上部的錨固板，實(shí)現(xiàn)了抗拔檢測裝置螺栓連接代替焊接連接。千斤頂施加荷載依次經(jīng)鋼拉桿、轉(zhuǎn)換鋼板、結(jié)構(gòu)兼檢測筋傳遞至預(yù)應(yīng)力管樁本體，確保了檢測過程裝置穩(wěn)定，有利于數(shù)據(jù)采集。

⑶在抗拔檢測樁土方開挖階段即可提前埋設(shè)永久結(jié)構(gòu)兼檢測筋并澆筑微膨脹混凝土，檢測一條樁僅需要2～3 h，檢測完成后移除檢測裝置至下一條樁，同步開展該條管樁基礎(chǔ)承臺開挖及土建施工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工與抗拔檢測過程無縫穿插，施工節(jié)奏更合理。

2 方案設(shè)計(jì)與計(jì)算

2.1 結(jié)構(gòu)兼檢測筋計(jì)算

2.2 鋼拉桿計(jì)算

按照設(shè)計(jì)要求，抗拔管樁結(jié)構(gòu)插筋上部伸出樁頂0.9 m，下部用填芯法埋入樁內(nèi)2.0 m。若直接加長結(jié)構(gòu)插筋至千斤頂上端，則插筋最少伸出樁頂2.5 m 以上，不利于后期結(jié)構(gòu)施工，若在結(jié)構(gòu)插筋端部焊接4條拉桿，會對結(jié)構(gòu)插筋強(qiáng)度產(chǎn)生影響，焊縫強(qiáng)度也未必能達(dá)檢測筋強(qiáng)度要求，極限受拉狀態(tài)下可能發(fā)生脫落。經(jīng)研究，利用轉(zhuǎn)換鋼板連接4條檢測筋和1條鋼拉桿，采用?48的Q460鋼拉桿，鋼拉桿截面積A=1 809 mm2，采用20 mm 鋼板做轉(zhuǎn)換鋼板。此時(shí)，千斤頂施加的抗拔極限荷載P2=520 kN，拉桿應(yīng)力為：

滿足試驗(yàn)要求，所以采用?48 的Q460 鋼拉桿。預(yù)應(yīng)力管樁本體結(jié)構(gòu)兼檢測筋與鋼拉桿連接構(gòu)造如圖3所示。

圖3 預(yù)應(yīng)力管樁抗拔檢測裝置設(shè)計(jì)Fig.3 Design of Prestressed Pipe Pile Tensile Test Device （mm）

2.3 箍筋設(shè)計(jì)

圖4 圓形箍筋和方形箍筋布置Fig.4 Layout of Circular and Square Stirrups

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程（見圖5）

圖5 施工工藝流程Fig.5 Construction Process Flow Chart

3.2 施工操作要點(diǎn)

3.2.1 樁身構(gòu)造施工

3.2.2 檢測裝置連接

所采用的抗拔檢測裝置包含千斤頂、主梁、墩座、鋼拉桿、轉(zhuǎn)換鋼板等［7-8］，在檢測裝置與檢測樁的連接上做了技術(shù)上改良，利用轉(zhuǎn)換鋼板做荷載轉(zhuǎn)換，變焊接連接為螺栓連接，需做好以下工作：①切割管樁頭時(shí)即可開始場地平整、夯實(shí)，并施工墩座基礎(chǔ)承臺，承臺厚度按200 mm 以上，鋪設(shè)單層雙向鋼筋8@200；②利用轉(zhuǎn)換鋼板連接4 條檢測筋和1 條鋼拉桿，檢測筋上端和鋼拉桿兩端預(yù)埋前做車絲處理，每條檢測筋和鋼拉桿配2 個(gè)螺母防止試驗(yàn)過程松動；③鋼拉桿依次穿過主梁、千斤頂，在千斤頂上端用2 個(gè)螺母固定，螺母與千斤頂之間設(shè)1～2 塊開孔的錨固板，加載過程將千斤頂?shù)捻斄D(zhuǎn)化為鋼拉桿的拉力。連接裝置如圖6所示。

圖6 檢測裝置現(xiàn)場實(shí)施Fig.6 Field Implementation of Detection Device

3.2.3 承臺施工

該方法檢測效果穩(wěn)定、效率快，對施工影響程度小，抗拔檢測結(jié)束后檢測筋可用作結(jié)構(gòu)筋，移除檢測裝置至下一條檢測樁，本條樁也具備土建施工條件，按設(shè)計(jì)圖紙要求調(diào)整插筋位置，同步開展下一條樁抗拔檢測工作和本條樁土建承臺施工工作。

4 實(shí)施效果

4.1 檢測方面

隨機(jī)選取檢測樁中的4條管樁進(jìn)行單樁豎向抗拔檢測試驗(yàn)分析，采用慢速維持荷載法加載［9-10］，單樁最大試驗(yàn)荷載值為520 kN。單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，試驗(yàn)樁對應(yīng)U-δ曲線如圖7所示。

表1 試驗(yàn)樁單樁豎向抗拔靜載檢測試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Test Results of Single Pile Vertical Uplift Static Load Test

根據(jù)表1 和圖7 數(shù)據(jù)，檢測試驗(yàn)樁最大上拔量僅為0.9 mm，遠(yuǎn)低于最大累計(jì)上拔量允許值100 mm；檢測樁上拔量隨荷載值增加變化穩(wěn)定，未出現(xiàn)某級荷載下樁頂上拔量大于前一級荷載作用下的上拔量5倍以上的情況，說明該檢測方法穩(wěn)定、可靠。

圖7 試驗(yàn)樁對應(yīng)荷載值-上拔量變化關(guān)系Fig.7 The Relationship between Load Value and Uplift of Test Pile

4.2 工期方面

抗拔檢測前，提前制作結(jié)構(gòu)筋和結(jié)構(gòu)兼檢測筋，同步澆筑填芯混凝土和墩座承臺，將檢測準(zhǔn)備時(shí)間壓縮至土方開挖后期；檢測過程中，利用轉(zhuǎn)換鋼板連接4條檢測筋和1條鋼拉桿，再將鋼拉桿與千斤頂連接，實(shí)現(xiàn)了螺栓連接代替焊接連接，減少了燒焊時(shí)間，安裝過程僅需要2～3 h；檢測結(jié)束后，移除檢測裝置至下一條檢測樁，將該條檢測樁抗拔筋調(diào)整為結(jié)構(gòu)筋，同時(shí)開展承臺土開挖和承臺結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)檢測過程與結(jié)構(gòu)施工工序無縫銜接，加快施工了效率，節(jié)省工期成本。

5 結(jié)論

本技術(shù)與傳統(tǒng)填芯檢測法相比，解決了焊接質(zhì)量難以保證以及檢測完成后需二次施工結(jié)構(gòu)筋的問題。利用永久結(jié)構(gòu)插筋兼做抗拔檢測筋，將預(yù)應(yīng)力管樁抗拔檢測納入地基與基礎(chǔ)施工部署；利用轉(zhuǎn)換鋼板連接檢測筋和鋼拉桿，實(shí)現(xiàn)了鋼拉桿螺栓連接代替焊接連接，檢測裝置安裝僅需2～3 h，加載過程更穩(wěn)定。管樁檢測后移除檢測裝置至下一條檢測樁，同時(shí)開展承臺土開挖和承臺結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)檢測過程與施工工序無縫穿插，加快施工了效率，節(jié)省工期成本。該方法已獲得國家實(shí)用新型專利（專利號ZL 2019 2 0866617.X），其裝置構(gòu)造簡單、施工方便，對類似預(yù)應(yīng)力管樁施工和檢測的綜合研究有較好的借鑒價(jià)值。