管樁質(zhì)量問題分析

1、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁常見質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生及預(yù)防（2）產(chǎn)生內(nèi)壁露石的主要原因如下：1、混凝上配合比不佳按現(xiàn)代混凝土設(shè)計(jì)理論，力求使混凝土各組分達(dá)到最大密實(shí)度，這就要求石子的表面由砂漿包裹，石子間的空隙由砂漿填充并有一定的撥開系數(shù)，同理砂子表面由水泥漿包裹，砂子間的空隙由水泥漿填充并有一定的撥開系數(shù)，而水泥表面則被極性水分子所吸附，用水量則根據(jù)水泥性質(zhì)和用量、減水劑的性質(zhì)、混凝土工作要求而定。在離心過程中所有粒子都受到離心力，質(zhì)量大的離心力大，要往外壁移動(dòng)，便產(chǎn)生宏觀沉降分層，但是砂漿、水泥漿也必須是填滿石子間空隙后才被往內(nèi)壁擠，形成砂漿層與凈漿層，如果水泥用量少、砂率低，使砂漿總體積小于或接近于石子的

2、空隙率，或雖已超過空隙率，但撥開系數(shù)考慮不夠，便產(chǎn)生局部露石現(xiàn)象。所以我們要合理綜合考慮混凝土的配方，不僅要滿足一定的撥開系數(shù)，而且要考慮因增大砂率而造成的混凝土強(qiáng)度的降低，在做試配時(shí)薄壁樁可考慮比厚壁樁適當(dāng)增加砂率12個(gè)百分點(diǎn)，并在生產(chǎn)上試做幾根觀察情況，以確定生產(chǎn)配方。2、石子級配不良、砂子不好在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到第（1）點(diǎn)的情況，但是由于石子級配、形狀不良，針片狀含量較高，在離心時(shí)不能順利沉降，針片狀石子沉降阻力大，或者已經(jīng)沉降，但后面的石子與其相互頂死而露石。另外在使用淡化砂的廠家中，砂子含有較多的貝殼，它也會(huì)造成石子沉降的困難而露石，所以嚴(yán)格控制砂中的貝殼含量（特別是大貝殼）也是非常重

3、要的。3、離心制度管樁混凝土基本是屬于小坍落度的范疇，由于摻入的高效減水劑而使坍落度損失相當(dāng)快，這一點(diǎn)在夏季生產(chǎn)時(shí)尤為突出，所以要強(qiáng)調(diào)管樁中、低速時(shí)間的重要性，時(shí)間過短是造成露石的重要原因。離心時(shí)不是通過布料均勻、慢慢提高速度，而是未形成均勻沉降就進(jìn)入高速，使石子之間相互頂死，內(nèi)層石子進(jìn)不到外層，隨著離心時(shí)間的推移，內(nèi)壁越來越硬，石子便留在了內(nèi)壁。故而，在制定離心制度時(shí)，特別是薄壁樁的離心制度時(shí)要充分考慮中、低速時(shí)間，適當(dāng)延長中速及低速時(shí)間，這一點(diǎn)與制管有所不同。同時(shí)，也要注意低速時(shí)間不可過長，以免造成樁頭偏薄現(xiàn)象。4、離心不平穩(wěn)由于長期生產(chǎn)后，鋼模、離心機(jī)跑輪的變形，離心進(jìn)入高速后，使鋼模跳

4、動(dòng)，這種跳動(dòng)是無規(guī)律的撞擊，最終使管樁內(nèi)壁離不硬，石子進(jìn)不到外層。定期檢查鋼模的跑輪、平直度，以及離心機(jī)跑輪、各輪間的水平度是很重要的。5、減水劑的選擇減水劑與水泥的相容性對露石也有影響，相容性不好時(shí)，易引發(fā)混凝土的泌水性增大，混凝土保水性不良，離心時(shí)管樁內(nèi)壁無法形成漿層，造成內(nèi)壁露石。四、樁頭螺絲孔空洞或樁頭混凝土做空螺絲孔空洞及樁頭混凝土做空對樁頭的耐打性有重大影響，主要原因及解決辦法如下：1、混凝土配合比不當(dāng)混凝土和易性不良或混凝土太干硬，很容易造成本質(zhì)量缺陷。這要求配合比設(shè)計(jì)時(shí)要充分注重混凝土的和易性，特別是夏季生產(chǎn)時(shí)要控制好坍落度，不可過小或過大。2、樁頭缺料管樁在張拉時(shí)，張拉端會(huì)拉

5、空一定的距離，這就要求混凝土在喂料時(shí)兩端喂料稍多，特別是張拉頭要多喂，并用工具把樁套內(nèi)的混凝土料填滿，以使樁頭混凝土離心時(shí)飽滿。3、離心制度不良離心時(shí)不注重中、低速時(shí)間，高速速度過快，都是造成樁頭做空的外部原因。4、工藝操作問題操作時(shí)張拉螺栓未擰緊，離心時(shí)水泥漿沿著絲孔流出，造成樁頭絲孔空洞，特別是人工上螺栓的廠家容易造成本質(zhì)量問題。5、樁套箍質(zhì)量問題樁套箍不圓、樁套箍與端板焊接不牢或樁套箍焊穿，都易造成此缺陷。故要加強(qiáng)樁套箍的進(jìn)廠檢驗(yàn)，裝籠子時(shí)要及時(shí)修整并加裝合適的密封條。五、端面傾斜端面傾斜又是管樁廠的常見病，也是較難解決的質(zhì)量缺陷，較嚴(yán)重的傾斜往往達(dá)到10mm左右（600管樁），遠(yuǎn)高于國

6、家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求（0.5D），在管樁施工時(shí)也易造成錘擊應(yīng)力集中而打爛樁頭的事件。1、鋼棒長度問題同一根管樁所用的一束鋼棒長度不一致，張拉后因?yàn)樽饔糜谕还軜督孛娴膽?yīng)力不同而造成端面傾斜，這有兩方面的原因。1）切斷長度不一致鋼棒成品挺直度不好，放盤后產(chǎn)品彎曲度超過1mmm，切斷后勢必實(shí)際長度不一致。鋼棒材料無問題，但切斷機(jī)定位板出現(xiàn)松動(dòng)或切刀運(yùn)行不靈活都是造成切斷后長度不一致的外部原因。所以鋼棒材料進(jìn)廠時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，定期保養(yǎng)切斷機(jī)。2）鐓頭后長度不一致此缺陷一般為鐓頭機(jī)故障引起的，實(shí)際操作時(shí)可每鐓50根鋼棒應(yīng)要求校正一次鐓頭機(jī)定位螺桿距離。2、端板質(zhì)量問題由于現(xiàn)階段所用的端板大多數(shù)采用廢鋼澆注而成

7、，材料內(nèi)在質(zhì)量多少存在一定的問題，并且端板成品采用邊打邊彎折成型的工藝，在制作過程中免不了存在端板本身平面度超范圍。在制作AB級以上管樁時(shí)，由于張拉力較大，端板各向不均質(zhì)而造成歪斜，這種情況在保持現(xiàn)有端板制作工藝條件下較難克服，要解決根本問題需相關(guān)部門聯(lián)合治理。（3）張拉問題張拉造成的端板傾斜，有錨具的問題，也有操作的問題。1）張拉機(jī)具張拉分為內(nèi)張拉和外張拉，600樁AB級以下的一般采用內(nèi)張拉式，其它的一般為外張拉式，外張拉式一般不會(huì)造成端面傾斜，現(xiàn)主要談?wù)剝?nèi)張拉方式。內(nèi)張拉的張拉機(jī)分為懸掛式和落地式，一般情況下懸掛式在張拉時(shí)二向上能自由活動(dòng)，自動(dòng)調(diào)心，操作工人只要掌握好上下高度即可，對避免端

8、面傾斜有較好的效果，但該操作方式設(shè)備成本較高，在大型的管樁廠使用較多；中小型企業(yè)一般都使用落地式，該方式由于千斤頂?shù)闹翁着c鋼模的支撐端面垂直度控制不好，在張拉時(shí)往往造成管樁端面傾斜，所以操作時(shí)必須嚴(yán)格控制結(jié)合面處的垂直度（9），這可有效地避免端面傾斜情況的發(fā)生。有條件的廠家，應(yīng)盡量使用懸掛式的張拉模式，把原落地式改造一下也并不是難事。2）張拉絲桿和張拉板張拉絲桿和張拉板直接承受張拉力，絲桿與板之間的垂直度控制尤為重要，必須控制在0.5以下，否則就會(huì)造成端面的傾斜度超標(biāo)。平時(shí)操作時(shí)，盡量減小對張拉絲桿的碰撞，絲桿與張拉板的配合緊密，有條件的可用加固板加固兩者的剛度。3）模具支撐架或張拉小車不管

9、是固定支撐或是張拉小車上的活動(dòng)支撐均應(yīng)保證所有支撐架的水平度控制在5mm以內(nèi)。4）鋼模鋼模在張拉區(qū)的橢圓度是否符合要求也直接影響端面的傾斜度。一般情況下端板的圓度較好，如果鋼模張拉區(qū)不圓，則在張拉時(shí)端板與鋼模內(nèi)壁摩擦力較大，甚至相互頂死，極易造成端面傾斜。加強(qiáng)鋼模的進(jìn)廠檢驗(yàn)及日常維護(hù)至關(guān)重要，出現(xiàn)問題時(shí)可用砂輪機(jī)磨平打圓滑。六、表面裂縫本缺陷分為內(nèi)、外表面裂縫。內(nèi)表面裂縫只要是深度不深、長度方向上不相互貫通，基本上對質(zhì)量的影響較小，出現(xiàn)裂縫的原因一般是干縮裂縫或溫度應(yīng)力裂縫，裂縫一般也僅局限于淺表凈漿層，離心時(shí)高速時(shí)間及速度控制好，使內(nèi)壁硬一些，同時(shí)注意普通養(yǎng)護(hù)足夠的靜停時(shí)間，升溫、壓蒸降溫控

10、制好就能解決問題，這里要注意的是冬季生產(chǎn)和大雨、大風(fēng)天生產(chǎn)時(shí)的溫度控制，特別是壓蒸時(shí)，出釜時(shí)內(nèi)外溫差控制在80度為宜。外表面裂縫形成的原因較復(fù)雜，也是重大質(zhì)量問題，要堅(jiān)決杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生。外表裂縫可分為環(huán)裂和縱裂，兩類裂縫的成因不同，造成的后果也不同，具體分析如下。1、環(huán)形裂縫所謂的環(huán)形裂縫一般是沿管樁圓周方向上形成的裂縫。該裂縫在管樁工廠生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工過程經(jīng)常見到，PTC樁、長度大于10米以上、A級樁較多，位置一般都在中部為多，環(huán)裂條數(shù)多的達(dá)十幾條，少的也有一、二條。形成的原因不外乎是張拉和翻運(yùn)過程。1）張拉張拉不足或過分超張拉均會(huì)引起應(yīng)力的不足，造成混凝土的預(yù)壓應(yīng)力不足，當(dāng)管樁長度較長

11、時(shí)就很容易出現(xiàn)裂縫。另外，鋼棒材質(zhì)、端板等原因造成的斷筋、脫頭等也使混凝土預(yù)壓應(yīng)力不足。所以加強(qiáng)原材料檢驗(yàn)是前提，同時(shí)在張拉應(yīng)力值的計(jì)算時(shí)要充分考慮油泵、千斤頂、端板與鋼模的阻力等，而這些阻力不易計(jì)算，可按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)1.03統(tǒng)算，即按理論計(jì)算應(yīng)力值后乘該系數(shù)得到的值作為生產(chǎn)用張拉值。2）動(dòng)荷載管樁的預(yù)壓應(yīng)力是按靜荷載的1.2倍安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)算的，同時(shí)考慮了1.4倍左右的安全系數(shù)，當(dāng)外界的動(dòng)荷載超過臨界值時(shí)便會(huì)產(chǎn)生環(huán)裂。動(dòng)荷載來自管樁的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其以運(yùn)輸及施工兩者為甚。管樁養(yǎng)護(hù)結(jié)束脫模、吊裝時(shí)動(dòng)作要輕，翻模時(shí)可在軟沙地或軟性墊層中進(jìn)行，注意兩樁之間保持合適的距離以免發(fā)生碰撞；吊

12、運(yùn)時(shí)輕吊輕放，出樁時(shí)保持樁位的平整，堆場層高合適，避免出現(xiàn)因堆高重量超過最底樁的抗裂彎矩而出現(xiàn)的裂縫。另外，在養(yǎng)護(hù)池的放樁要合理，遵循“下大上小，下長上短，跑輪對跑輪”的原則。同時(shí)，保證管樁混凝土脫模強(qiáng)度在C50以上也是減小預(yù)應(yīng)力損失的有效辦法。運(yùn)輸過程中，特別是長管樁用短車運(yùn)輸時(shí)要注意兩端懸挑的長度盡量控制在2米以內(nèi)，否則會(huì)造成沿支撐架出現(xiàn)環(huán)裂現(xiàn)象。2、縱裂外表面的縱裂不僅影響管樁的耐久性，也會(huì)在施工時(shí)造成外表面成塊脫落，造成原因主要是混凝土成熟度不足、壓蒸制度不良、堆層過高等原因。壓蒸結(jié)束降壓完成后，由于混凝土比熱較大，同時(shí)釜內(nèi)管樁量較大，制品溫度還未降下來，此階段控制不好，就會(huì)因溫度應(yīng)力

13、開裂。在管樁養(yǎng)護(hù)完成出池或出釜時(shí)，此時(shí)混凝土成熟度不足，二根管樁碰撞時(shí)也會(huì)造成開裂。這里的提法是成熟度而不是強(qiáng)度，因?yàn)槌墒於雀芊从炒藭r(shí)管樁混凝土的實(shí)際情況。成熟度與強(qiáng)度的最重要區(qū)別在于成熟度還多了一項(xiàng)混凝土的抗拉性能，養(yǎng)護(hù)完成的管樁往往強(qiáng)度是100達(dá)到甚至是大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的，但因混凝土內(nèi)部水化產(chǎn)物的晶型交錯(cuò)度及成長度不足，其抗拉性能是很差的。碰撞拉應(yīng)力超過此時(shí)混凝土的最大抗拉力就會(huì)產(chǎn)生縱裂。堆放的管樁層數(shù)過多，上部管樁的重量之和作為壓應(yīng)力作用在下部管樁上，由于管樁是環(huán)形構(gòu)件，受壓時(shí)管樁下部混凝土表面同時(shí)因泊桑效應(yīng)的作用而受拉，這個(gè)泊桑比約在0.2左右，如按10MPa的壓應(yīng)力計(jì)算，其表面受到的拉

14、應(yīng)力就在2MPa左右，這個(gè)數(shù)值表明已經(jīng)足以使混凝土開裂。所以堆場的地基處理和合理堆放層高就顯得重要，否則損失是比較大，某廠曾經(jīng)堆放問題造成約近萬米的管樁開裂報(bào)廢，教訓(xùn)是慘痛的。另外要注意在拆模時(shí)，管樁與鋼模的劇烈碰撞也會(huì)造成縱裂，起初縫隙較小，管樁施工時(shí)受錘擊應(yīng)力裂縫擴(kuò)大而出現(xiàn)質(zhì)量事故。所以樁與模之間的距離也應(yīng)引起必要的重視。七、內(nèi)表面軟漿管樁的內(nèi)壁軟漿指的是浮漿層或水泥凈漿層較厚，漿層成波峰狀或鐘乳狀的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)通樁出現(xiàn)。由于軟漿層強(qiáng)度較弱，在管樁截面方向，有效的承載面積大大減小，極大的削弱了管樁的承載能力，一般情況下軟漿都伴隨著內(nèi)壁的偏薄現(xiàn)象。軟漿出現(xiàn)的情況較復(fù)雜，分析其原因主要有以下幾

15、條。水泥成分：水泥中C3A的含量較高，通常超過8以上，有些廠家使用的水泥甚至達(dá)到了15，具體原因在這里就不再累述，一般控制水泥中C3A含量在6左右為宜：膠凝材料：水泥或其它礦物外加劑過多，砂漿的撥開系數(shù)太大，也易造成軟漿。一般來說，在考慮混凝土強(qiáng)度及管樁正常成型情況下，可適當(dāng)減少膠凝材料量，不僅可減小管樁混凝土蒸養(yǎng)時(shí)的收縮也可克服部分的軟漿情況；另外，膠凝材料的細(xì)度過細(xì)，飽水性過好，離心時(shí)水分不易擠出，也易造成軟漿，如現(xiàn)在水泥細(xì)度在1以下，摻高比表面積的礦渣微粉等，具體表現(xiàn)在膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大，所以選用膠凝材料時(shí)要整體考慮。砂、石：軟漿的形成也可能與砂子過細(xì)，砂、石中含泥量過多有關(guān)系。這不僅關(guān)系到軟漿問題，也牽涉到混凝土強(qiáng)度與收縮開裂的問題。生產(chǎn)管樁用的砂子細(xì)度模數(shù)控制在2.83.0為宜，砂、石的含泥量嚴(yán)格控制在0.5以下，當(dāng)然如果是石粉含量可放寬到1左右。膠凝材料與減水劑的相容性：兩者的相容性要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定。有時(shí)雖然用量未變，但匹配性較差，離心時(shí)就會(huì)造成軟漿。選用廣譜減水劑的工作是非常有意義的，而且能解決管樁生產(chǎn)中眾多問