山东送变电工程公司
摘要：线路工程中，灌注桩单桩设计越来越普遍，本文综合介绍了灌注桩测桩方法；工程过程中，桩基质量必须进行抽查试验，在测试过程中既能保证测试准确，又能经济有效的选择出一种保护帽是值得探讨的。本文基于这种单桩试验，设计三种保护帽进行试验比较，最终选择出一种经济合理的保护帽方案，对以后工程中保护帽的浇筑提供理论和数据参考。
关键词：线路工程；灌注桩；高应变；试验保护帽浇筑
桩基试验是检测灌注桩质量和验证灌注桩质量浇制方法的决定性标准。本文就通过对桩基进行高应变实验，确定一种保护帽形式，确保将基础和地脚螺栓在实验完成后，既能测出桩的实际情况，又能对桩有保护作用。
1、灌注桩测桩方法
灌注桩基础检测方法多种多样，对于线路灌注桩基础而言，一般的测桩方法有以下几种：1）静载试验，即在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力和水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移和水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力和单桩水平承载力的试验方法。2）钻芯法，即用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性，判定桩底岩土性状的方法。3）低应变法就是用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。4）高应变法即用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。5）声波透射法是在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。6）机械阻抗法有稳态激振和瞬态激振两种方式，适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的部位。本方法的有效测试范围为桩长与桩径之比值应小于30；对于摩擦端承桩或端承桩其比值可小50。7）频率法的适用范围限于摩擦桩，并应有准确的地质勘探及土工试验资料作为计算依据，其中主要包括地质剖面图及各地层的内摩擦角和重度；桩在土中长度不宜大于40m，也不宜小于5m。
上述介绍的桩基检测方法均有各自的适用范围和技术要求，应根据不同的检测对象和检测要求选用，选用一种方法，也可选用两种以上方法配合检测。对多段接长的预制桩，宜采用多种方法进行综合分析判断。近年来对大应变应用于线路中灌注桩基础的检测方法较多，本文主要对桩基进行高应变的试验，设计一种经济、合理的保护帽形式。下面对实验过程中三种保护帽的施工方案进行介绍。
2、灌注桩高应变保护帽的施工方案
一是在塔腿浇筑时，在塔脚板下预留保护帽用钢筋。浇筑前，在地脚螺栓上套PVC保护管，在塔腿基础上平面地脚螺栓外圈打隔离胶（或薄膜），然后在地脚螺栓上面浇注试验用保护帽。因塔脚板下预留保护帽连接钢筋，预埋钢筋设置在地脚螺栓内侧，使得塔腿基础与保护帽形成一个整体。试验结束后，将保护帽拆除。
二是塔腿正常浇筑，浇筑前，在地脚螺栓上套PVC保护套，在塔腿基础上平面地脚螺栓内外圈打隔离胶（或薄膜），然后在地脚螺栓上面浇注试验用保护帽，测试保护帽与塔腿无直接联系且地脚螺栓套PVC保护情况下，分析高应变检测数据的影响。
三是塔腿正常浇筑，浇筑前，在地脚螺栓上缠绕隔离混凝土用薄膜，在塔腿基础上平面地脚螺栓内外圈打隔离胶（或薄膜），然后在地脚螺栓上面浇注试验用保护帽，在保护帽与塔腿无直接联系且地脚螺栓薄膜隔离混凝土情况下，分析高应变检测对试验对地脚螺栓的损坏程度及对高应变检测数据的影响。
试验保护帽使用的混凝土强度应比浇制基础的混凝土高一等级。
试验过程中，我们选用单桩直径2.0m，桩长24.3m的基础。为满足试验要求，桩顶面距离地面不小于1.3m，本次接桩高于基础平面1m（另有300mm外露）保护帽，中间加设三层钢筋网，采用φ12的钢筋满布间距100mm；距桩顶0.8m处两侧对称用Φ8冲击钻头打孔，用Φ6膨胀螺丝并胀紧，安装力传感器。本项目将采用自由落锤装置，桩头顶部设置桩（锤）垫，可采用10～30mm厚的木板或胶合板等材料。采用自由落锤，确保重锤低击，最大锤击落距不宜大于1.5m。在输入有关桩、土的各项参数后，变换至采集窗口将重锤（本次锤重120kN，根据单桩极限承载力的1.5%配重）提至一定高度时，快速释放，采集的数据曲线自动存贮。
测桩仪器使用美国PDI公司生产的PAX型打桩分析仪，使用120KN的重锤对三个桩自由落锤，得到的数据列表如下：
同时仪器会产生桩身实测拟合曲线、模拟Q-S曲线，记录桩身剖面及土阻力分布桩身的完整性系数、贯入度及单桩垂直极限承载力等数据。
3、最优保护帽的选定及测试建议
制作桩保护帽，经有测桩资质单位检测并通过实验结果对比，三根试验桩高应变检测均合格且地脚螺栓和桩身完好，证明三种保护帽的设计都是可行的。
因此，从方便施工及高应变检测角度，并考虑基础表面的工艺质量，得出塔腿灌注桩基础高应变保护帽设计结论建议：
保护帽搭设采用应用现浇方式，保护帽及桩身顶面通过隔离胶或薄膜进行隔离，地脚螺栓采用顶端封闭的PVC管保护。保护帽为圆柱形，直径比桩直径小200mm，保护帽高度按照地脚螺栓外露高度加400mm确定。
保护帽中地脚螺栓以上部分设置钢筋笼，钢筋笼内水平钢筋网片设置两层，下层水平钢筋网片与地脚螺栓距离不小于150mm，两层钢筋笼间距为100mm，钢筋笼规格及间距、保护层参照桩身设计按比例缩小。
保护帽混凝土强度不低于桩身混凝土强度。
保护帽制作之前宜对桩身进行低应变检测，保护帽浇注时，制作试块进行同条件养护，在保护帽强度达到桩身设计强度后方可继续高应变检测，高应变检测后，拆除保护帽。
结论
本文首先介绍灌注桩试验的检测方法，基于灌注桩高应变，给出三种保护帽的设型式。然后通过高应变对桩基三种保护帽进行试验分析，依据桩基的试验结果和经济性，最终选定一种最佳的保护帽型式。本文为灌注桩高应变试验的保护帽浇筑提供理论数据参考。
参考文献：
[1]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014）；
[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）；
[3]《1000kV架空输电线路施工及验收规范》Q/GDW 1153-2012）；
[4]《1000kV架空输电线路工程施工质量检验及评定规程》（Q/GDW 1163-2012）
论文作者:许春涛,刘建平,孙国磊,刘吉利
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：地脚论文; 螺栓论文; 应变论文; 钢筋论文; 桩基论文; 混凝土论文; 承载力论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;