管桩质量问题分析

预应力混凝土管桩常有质量缺点的产生及预防（2）
产生内壁露石的主要原由以下：
1、混凝上配合比不好
按现代混凝土设计理论，力争使混凝土各组分达到最大密实度，这就要求石子的表面由沙浆包裹，石子间的缝隙由沙浆填补并有必定的扒开系数，同理砂子表面由水泥浆包裹，砂子间的缝隙由水泥浆填补并有必定的扒开系数，而水泥表面则被极性水分子所吸附，用水量则依据水泥性质和用量、减水剂的性质、混凝土工作要求而定。

在离心过程中全部粒子都遇到离心力，质量大的离心力大，要往外壁挪动，便产生宏观沉降分层，可是沙浆、水泥浆也一定是填满石子间缝隙后才被往内壁挤，形成沙浆层与净浆层，假如水泥用量少、砂率低，使沙浆整体积小于或靠近于石子的缝隙率，或虽已超出缝隙率，但扒开系数考虑不够，便产生局部露石现象。

因此我们要合理综合考虑混凝土的配方，不单要知足必定的扒开系数，并且要考虑因增大砂率而造成的混凝土强度的降低，在做试配时薄壁桩可考虑比厚壁桩适合增添砂率 1－2 个百分点，并在生产上试做几根察看状况，以确立生产配方。

2、石子级配不良、砂子不好
在设计时已经考虑到第（ 1）点的状况，可是因为石子级配、形状不良，针片状含量较高，在离心时不可以顺利沉降，针片状石子沉降阻力大，或许已经沉降，但后边的石子与其互相顶死而露石。

此外在使用淡化砂的厂家中，砂子含有许多的贝壳，它也会造成石子沉降的困难而露石，因此严格控制砂中的贝壳含量（特别是大贝壳）也是特别重要的。

3、离心制度
管桩混凝土基本是属于小坍落度的范围，因为掺入的高效减水剂而使坍落度损失相当快，这一点在夏天生产时尤其突出，因此要重申管桩中、低速时间的重要性，时间很短是造成露石的重要原由。

离心时不是经过布料平均、慢慢提升速度，而是未形成平均沉降就进入
高速，使石子之间互相顶死，内层石子进不到外层，跟着离心时间的推移，
内壁愈来愈硬，石子便留在了内壁。

故而，在拟订离心制度时，特别是薄壁
桩的离心制度时要充分考虑中、低速时间，适合延伸中速及低速时间，这一
点与制管有所不一样。

同时，也要注意低速时间不行过长，免得造成桩头偏
薄现象。

4、离心不安稳
因为长久生产后，钢模、离心计跑轮的变形，离心进入高速后，使钢模
跳动，这类跳动是无规律的撞击，最后使管桩内壁离不硬，石子进不到外层。

按期检查钢模的跑轮、平直度，以及离心计跑轮、各轮间的水平度是很
重要的。

5、减水剂的选择
减水剂与水泥的相容性对露石也有影响，相容性不好时，易引起混凝土
的泌水性增大，混凝土保水性不良，离心时管桩内壁没法形成浆层，造成内
壁露石。

四、桩头螺丝孔空洞或桩头混凝土做空
螺丝孔空洞及桩头混凝土做空对桩头的耐打性有重要影响，主要原由及解决方法以下：
1、混凝土配合比不妥
混凝土和易性不良或混凝土太干硬，很简单造成实质量缺点。

这要求配
合比设计时要充分着重混凝土的和易性，特别是夏天生产时要控制好坍落
度，不行过小或过大。

2、桩头缺料
管桩在张拉时，张拉端会拉空必定的距离，这就要求混凝土在喂料时两
头喂料稍多，特别是张拉头要多喂，并用工具把桩套内的混凝土料填满，以
使桩头混凝土离心时饱满。

3、离心制度不良
离心时不着重中、低速时间，高速速度过快，都是造成桩头做空的外面
原由。

4、工艺操作问题
操作时张拉螺栓未拧紧，离心时水泥浆沿着丝孔流出，造成桩头丝孔空洞，特别是人工上螺栓的厂家简单造成实质量问题。

5、桩套箍质量问题
桩套箍不圆、桩套箍与端板焊接不牢或桩套箍焊穿，都易造成此缺点。

故要增强桩套箍的进厂查验，装笼子时要实时修整并加装适合的密封条。

五、端面倾斜
端面倾斜又是管桩厂的常有病，也是较难解决的质量缺点，较严重的倾
斜常常达到 10mm 左右（Ф600管桩），远高于国家有关标准要求（＜％D），在管桩施工时也易造成锤击应力集中而打烂桩头的事件。

1、钢棒长度问题
同一根管桩所用的一束钢棒长度不一致，张拉后因为作用于同一管桩截面的应力不一样而造成端面倾斜，这有双方面的原由。

1）切断长度不一致
钢棒成品挺直度不好，放盘后产品曲折度超出1mm／m，切断后必然实
际长度不一致。

钢棒资料无问题，但切断机定位板出现松动或切刀运转不灵巧都是造成切断后长度不一致的外面原由。

因此钢棒资料进厂时应增强查验，按期保养切断机。

2）镦头后长度不一致
此缺点一般为镦头机故障惹起的，实质操作时可每镦50 根钢棒应要求校订一次镦头机定位螺杆距离。

2、端板质量问题
因为现阶段所用的端板大部分采纳废钢浇注而成，资料内在质量多少存在必定的问题，并且端板成品采纳边打边弯折成型的工艺，在制作过程中免
不了存在端板自己平面度超范围。

在制作AB 级以上管桩时，因为张拉力较大，端板各向不均质而造成倾斜，这类状况在保持现有端板制作工艺条件下
较难战胜，要解决根本问题需有关部门联合治理。

（3）张拉问题
张拉造成的端板倾斜，有锚具的问题，也有操作的问题。

1）张拉机具张拉分为内张拉和外张拉，600 桩 AB 级以下的一般采纳内张拉式，其余的一般为外张拉式，外张拉式一般不会造成端面倾斜，现主要说说
内张拉方式。

内张拉的张拉机分为悬挂式和落地式，一般状况下悬挂式在张拉时二向上能自由活动，自动调心，操作工人只需掌握好上下高度即可，对防止端面
倾斜有较好的成效，但该操作方式设施成本较高，在大型的管桩厂使用许多；中小型公司一般都使用落地式，该方式因为千斤顶的支撑套与钢模的支撑端
面垂直度控制不好，在张拉时常常造成管桩端面倾斜，因此操作时一定严格
控制联合面处的垂直度（9％），这可有效地防止端面倾斜状况的发生。

有
条件的厂家，应尽量使用悬挂式的张拉模式，把原落地式改造一下也其实不是难事。

2）张拉丝杆和张拉板
张拉丝杆和张拉板直接承受张拉力，丝杆与板之间的垂直度控制尤其重要，一定控制在％以下，不然就会造成端面的倾斜度超标。

平常操作时，尽量减小对张拉丝杆的碰撞，丝杆与张拉板的配合密切，有条件的可用加固板加固二者的刚度。

3）模具支撑架或张拉小车
不论是固定支撑或是张拉小车上的活动支撑均应保证全部支撑架的水
平度控制在 5mm 之内。

4）钢模
钢模在张拉区的椭圆度能否切合要求也直接影响端面的倾斜度。

一般状况下端板的圆度较好，假如钢模张拉区不圆，则在张拉时端板与钢模内壁摩擦力较大，甚至互相顶死，极易造成端面倾斜。

增强钢模的进厂查验及平常保护至关重要，出现问题时可用砂轮机磨平打圆滑。

六、表面裂痕
本缺点分为内、表面面裂痕。

内表面裂痕只假如深度不深、长度方向上不互相贯穿，基本上对证量的影响较小，出现裂痕的原由一般是干缩裂痕或温度应力裂痕，裂痕一般也仅限制于浅表净浆层，离心时高速时间及速度控制好，使内壁硬一些，同时注意一般保养足够的静停时间，升温、压蒸降温控制好就能解决问题，这里要注意的是冬天生产和大雨、狂风天生产时的温度控制，特别是压蒸时，出釜时内外温差控制在 80 度为宜。

表面面裂痕形成的原由较复杂，也是重要质量问题，要果断根绝此类现
象的发生。

表面裂痕可分为环裂和纵裂，两类裂痕的成因不一样，造成的结果也不一样，详细剖析以下。

1、环形裂痕
所谓的环形裂痕一般是沿管桩圆周方向上形成的裂痕。

该裂痕在管桩工厂生产、运输、施工过程常常有到，PTC桩、长度大于10 米以上、 A 级桩许多，地点一般都在中部为多，环裂条数多的达十几条，少的也有一、二条。

形成的原由不外乎是张拉和翻运过程。

1）张拉
张拉不足或过分超张拉均会惹起应力的不足，造成混凝土的预压应力不足，当管桩长度较长时就很简单出现裂痕。

此外，钢棒材质、端板等原由造
成的断筋、脱优等也使混凝土预压应力不足。

因此增强原资料查验是前提，同时在张拉应力值的计算时要充分考虑油泵、千斤顶、端板与钢模的阻力等，而这些阻力不易计算，可按经验系数统算，即按理论计算应力值后乘该系数获得的值作为生产用张拉值。

2）动荷载
管桩的预压应力是按静荷载的倍安全系数进行计算的，同时考虑了倍左右的安全系数，当外界的动荷载超出临界值时便会产生环裂。

动荷载来自管桩的生产、运输、施工等各个环节，特别以运输及施工二者为甚。

管桩保养结束脱模、吊装时动作要轻，翻模时可在软沙地或软性垫层中
进行，注意两桩之间保持适合的距离免得发生碰撞；吊运时轻吊轻放，出桩
时保持桩位的平坦，堆场层高适合，防止出现因堆高重量超出最底桩的抗裂
弯矩而出现的裂痕。

此外，在保养池的放桩要合理，按照“下大上小，下长上短，跑轮对跑轮”的原则。

同时，保证管桩混凝土脱模强度在C50 以上也是减小预应力损失的有效方法。

运输过程中，特别是长管桩用短车运输时要注意两头悬挑的长度尽量控制在 2 米之内，不然会造成沿支撑架出现环裂现象。

2、纵裂
表面面的纵裂不单影响管桩的持久性，也会在施工时造成表面面成块零落，造成原由主假如混凝土成熟度不足、压蒸制度不良、堆层过高等原由。

压蒸结束降压达成后，因为混凝土比热较大，同时釜内管桩量较大，制品温度还未降下来，此阶段控制不好，就会因温度应力开裂。

在管桩保养达成出池或出釜时，此时混凝土成熟度不足，二根管桩碰撞时也会造成开裂。

这里的提法是成熟度而不是强度，因为成熟度更能反应此时管桩混凝土的实质状况。

成熟度与强度的最重要差别在于成熟度还多了一项混凝土的抗拉性能，保养达成的管桩常常强度是 100％达到甚至是大于设计强度的，但因混凝土内部水化产物的晶型交织度及成长度不足，其抗拉性能是很差的。

碰撞拉应力超出此时混凝土的最大抗拉力就会产生纵裂。

堆放的管桩层数过多，上部管桩的重量之和作为压应力作用在下部管桩上，因为管桩是环形构件，受压时管桩下部混凝土表面同时因泊桑效应的作用而受拉，这个泊桑比约在左右，如按 10MPa 的压应力计算，其表面遇到的拉应力就在 2MPa 左右，这个数值表示已经足以使混凝土开裂。

因此堆场的地基办理和合理堆放层高就显得重要，不然损失是比较大，某厂以前堆放
问题造成约近万米的管桩开裂报废，教训是凄惨的。

此外要注意在拆模时，管桩与钢模的强烈碰撞也会造成纵裂，开初缝隙
较小，管桩施工时受锤击应力裂痕扩大而出现质量事故。

因此桩与模之间的距离也应惹起必需的重视。

七、内表面软浆
管桩的内壁软浆指的是浮浆层或水泥净浆层较厚，浆层成波峰状或钟乳
状的现象，严重时通桩出现。

因为软浆层强度较弱，在管桩截面方向，有效的
承载面积大大减小，极大的削弱了管桩的承载能力，一般状况下软浆都陪伴着
内壁的偏薄现象。

软浆出现的状况较复杂，剖析其原由主要有以下几条。

水泥成分：水泥中 C3A的含量较高，往常超出 8％以上，有些厂家使用的水泥甚至达到了 15％，详细原由在这里就不再累述，一般控制水泥中 C3A 含量在 6％左右为宜：
胶凝资料：水泥或其余矿物外加剂过多，沙浆的扒开系数太大，也易造
成软浆。

一般来说，在考虑混凝土强度及管桩正常成型状况下，可适合减少胶凝
资料量，不单可减小管桩混凝土蒸养时的缩短也可战胜部分的软浆状况；此
外，胶凝资料的细度过细，饱水性过好，离心时水分不易挤出，也易造成软
浆，如此刻水泥细度在 1％以下，掺高比表面积的矿渣微粉等，详细表此刻
胶凝资料的标准稠度需水量大，因此采纳胶凝资料时要整体考虑。

砂、石：软浆的形成也可能与砂子过细，砂、石中含泥量过多有关系。

这不单关系到软浆问题，也涉及到混凝土强度与缩短开裂的问题。

生产管桩用的砂子细度模数控制在－为宜，砂、石的含泥量严格控制
在％以下，自然假如是石粉含量可放宽到 1％左右。

胶凝资料与减水剂的相容性：二者的相容性要经过实验确立。

有时固然用量未变，但般配性较差，离心时就会造成软浆。

采纳广谱减水剂的工作是特别存心义的，并且能解决管桩生产中众多问题。

离心制度：高速离心时速度太小、时间很短，也常常易造成软浆现象。

正常状况下，高速离心时模具的转速控制在 25－30g 为宜（g 为重力加快度），时间：厚壁桩保证 10 分钟以上，薄壁桩控制在 8 分钟以上为宜，自然外国还有一些其余的离心制度，但不太适合我国管桩厂的实质状况。

设施问题：离心计基础不平均沉降、离心计托轮变形、模具变形，致使
离心时不规则跳动，高速上不去，均可造成软浆问题，这就是我们往常所说
的离心离不硬，离心达成后管桩内壁很简单用手指按出小坑。

解决设施的平常保护及模具的保养是生产管桩的前提。