一种方桩桩身混凝土全截面强度检验方法

摘要

本发明涉及一种方桩桩身混凝土全截面强度检验方法。本发明首先按每批方桩抽取一根方桩，在方桩箍筋非加密区切割制成高边比为1:1的三个标准试件，对三个标准试件分别进行抗压强度试验，计算得到抗压强度平均值；然后将某一标准试件的抗压强度值减去抗压强度平均值，即得到此标准试件的强度极差；若任一标准试件的强度极差的绝对值与抗压强度平均值的比值在30％以内时，取抗压强度平均值为桩身混凝土抗压强度；若任一标准试件的强度极差的绝对值与抗压强度平均值的比值大于30％时，取最小抗压强度值为桩身混凝土抗压强度。本发明选材科学，步骤简单且方法合理，同时检验所得的混凝土抗压强度更加符合实际的方桩桩身混凝土抗压强度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种方桩桩身混凝土全截面强度检验方法。

背景技术

先张法预应力混凝土方桩，是指采用先张法预应力和离心成型法制成的一种细长空心体混凝土预制构件。该类桩具有适于工业规模化生产、质量易于保障、单桩承载力高、对工程地址条件适应性强、施工速度快、现场无污染等优点，因此，先张法预应力混凝土方桩在工程中的应用越来越广泛。

方桩桩身混凝土强度等级一般为C60或C80，方桩的施工目前一般采用锤击法或静压法，两种方法对方桩桩身强度的要求极高，如方桩桩身强度不足，在施工过程中容易造成方桩开裂或爆桩事故。由于现有的桩身混凝土抗压强度检验方法所检验得到抗压强度与实际的桩身混凝土抗压强度并不符合，因此在当施工过程中发生方桩开裂或爆桩事故时，往往会引发方桩生产厂家与方桩施工单位对现场方桩桩身抗压强度的争议。

为了准确检测并反映实际的桩身混凝土抗压强度，迫切需要对桩身混凝土的强度检验方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种方桩桩身混凝土全截面强度检验方法。本发明中的检验方法选材科学，方法合理，且检验结果较为准确。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种方桩桩身混凝土全截面抗压强度检验方法，其包括如下步骤：

1)、按每批方桩抽取一根方桩，在此方桩的方桩箍筋非加密区切割加工制成三个标准试件，所述三个标准试件的高度和方桩边长比均为1:1，然后对三个标准试件分别进行抗压强度试验，得到每一个标准试件的抗压强度值；

2)、计算三个标准试件的抗压强度平均值；然后对每一个标准试件，将此标准试件的抗压强度值减去所述抗压强度平均值，即得到此标准试件的强度极差；

3)、若每一个标准试件的强度极差的绝对值与所述抗压强度平均值的比值在30％以内时，取所述抗压强度平均值为桩身混凝土抗压强度；若任一个标准试件的强度极差的绝对值与所述抗压强度平均值的比值大于30％时，取三个标准试件中的最小抗压强度值为桩身混凝土抗压强度。

优选的，步骤1)中，在方桩上切割得到的芯样首先进行端面处理，即采用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆找平，即可制得标准试件。

本发明的有益效果为：本发明选材科学，步骤简单且方法合理，同时检验所得的混凝土抗压强度更加符合实际的方桩桩身混凝土抗压强度。

附图说明

图1为本说明中在方桩箍筋非加密区截取高度边长比为1:1的试验段示意图。

图2为本说明中截取的方桩试验段的端面加工示意图。

图中标记符号的含义如下：

1—端板  2—螺旋筋  3—预应力钢棒

4—桩套箍  5—试验段

L—方桩桩长  L1—方桩箍筋加密区长度

L2—方桩箍筋非加密区长度

B—方桩边长  H—试验段高度  t—方桩壁厚

具体实施方式

如图1所示，从有强度争议的方桩或者相同批次的方桩中，抽取一根方桩，方桩长度为L，规范规定，方桩两端2000mm范围内螺旋筋的螺距为45mm(即为方桩箍筋加密区)，其余部分螺旋筋的螺距为80mm(即为方桩箍筋非加密区)。图1中所示，方桩箍筋加密区长度L1所在的区域即为方桩箍筋加密区，L1＝2000mm；而方桩箍筋非加密区长度L2所在的区域即为方桩箍筋非加密区。

在方桩箍筋非加密区长度L2所在的区域截取试验段5即标准试件，试验段高度H与方桩边长B相同，即试验段5桩身的高边比为1:1。

锯切后的试验段5首先进行端面处理，即试验段5的两个端面均采用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆找平得到端板1，含有端板1的试验段5桩身的高度边长比保持为1:1。

在进行抗压强度试验前应按下列规定测量试验段5即标准试件的尺寸：

(1)平均边长

用游标卡尺在试验段5中部相互垂直的两个位置上测量，取测量的算术平均值作为试验段5的边长，精确至0.5mm；

(2)高度

用钢卷尺或钢板尺对试验段5进行测量，精确至1mm；

(3)垂直度

用游标量角器测量试验段5两个端面与母线的夹角，精确至0.1°；

(4)平整度

用钢板尺或角尺紧靠在试验段5的端面上，一面转动钢板尺，一面用塞尺测量钢板尺与试验段5端面之间的缝隙；也可采用其他专用设备量测。

试验段5的尺寸偏差及外观质量超过下列数值时，相应的测试数据无效：

(1)试验段5的实际高边比(H/B)小于要求H/B比的0.95或大于1.05时；

(2)沿试验段5高度的任一边长与平均边长相差大于2mm；

(3)试验段5端面的不平整度在100mm长度内大于0.1mm；

(4)试验段5端面与轴线的不垂直度大于1°；

(5)试验段5有裂缝或有其他较大缺陷。

试验段5的混凝土抗压强度可按下式计算：

f_cu,cor＝Nc/A

式中：f_cu,cor—试验段5的混凝土抗压强度值(MPa)；

Nc—试验段5的抗压试验测得的最大压力(N)；

A—试验段5抗压截面面积(mm²)；

对同一工程的同一型号方桩，至少进行三组以上试验，当三个标准试件的强度极差的绝对值与三个标准试件的抗压强度平均值之间的比值均在30％以内时，取抗压强度平均值为桩身混凝土抗压强度；否则，取三个标准试件中的最低抗压强度值为桩身混凝土抗压强度。

为了对本发明的技术特征、目的及有益效果有更好的理解，以下结合具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明并不限制于本实施例。

实施例1

常见的钻芯法检测混凝土竖向抗压强度试验方法，其钻出的芯样直径为75～100mm，与常用方桩桩身边长400～800mm的尺寸相差较大，而小型试件并不能全面准确地反应方桩桩身的竖向抗压承载力。

现采用本发明中的强度检验方法与常规的钻芯法进行对比。

试样样品采用的方桩为HKFZ-AB-350(160)型号，其参数为：方桩边长B为350mm、内径160mm、离心混凝土强度设计等级为C80、预应力配筋为7Φ9.0mm的预应力高强度混凝土方桩；加工成3个高度与边长(高边比)为1:1的全截面桩身抗压强度标准试样。

按照本发明中的切割方法加工制成3个高度与边长(高边比)为1:1的全截面桩身抗压强度标准试件即试验段5，锯切后的试验段5首先进行端面处理，采用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆找平，最终使得试验段5符合试验规范尺寸；为了更好的比较两种方法的精确性，在同根方桩上钻取3个直径为75mm的试样；最终将两组试样分别进行抗压强度试验，结果分析如表1。

表1方桩桩身全截面抗压强度

对于本发明中的强度检验方法，其计算结果如下：

1)标准试件1#、2#、3#的抗压强度平均值为：

2)标准试件1#的抗压强度与抗压强度平均值之差即强度极差为：

f_Δ1＝f_1#-f_平＝91.7-89.2＝2.5MPa；

可得

依次可算出标准试件2#、3#试样的强度极差分别为-0.8MPa和-1.7MPa，三个标准试件的强度极差均小于抗压强度平均值的30％(0.3f_平)。

因此，采用本发明中的强度检验方法最终所得的方桩全截面混凝土强度f₁＝89.0MPa，而根据《钻芯检测离心高强度混凝土抗压强度试验方法》可计算出采用钻芯检测法而得到的混凝土强度f₂＝72.6MPa；本次试验中所采用的方桩的混凝土强度为C80，根据方桩场现场的立方体混凝土抗压试验所得方桩混凝土的抗压强度为f_c＝80.0MPa。

需要指出的是，本发明的强度检验方法中所采用的标准试件中含有预应力主筋，而钢筋具有一定的抗压强度，因此本发明的强度检验方法中所得的混凝土强度应当大于方桩实际混凝土强度，而本实施例中的方桩全截面混凝土强度f₁大于方桩混凝土的实际抗压强度f_c，从而本专利申请的方法所得的混凝土抗压强度更加符合方桩实际混凝土强度，且强度约为钻芯法混凝土抗压强度值的1.22～1.24倍。