1.預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的介紹
管樁按混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的代號(hào)為PC，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的代號(hào)為PHC。[1]預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的生產(chǎn)是采用摻加高效減水劑、強(qiáng)制攪拌、高速離心和“蒸養(yǎng)一壓蒸”二次養(yǎng)護(hù)方式，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)超過(guò)C80。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁強(qiáng)度高，單樁承載力大，耐打性好，設(shè)計(jì)選用靈活方便，施工速度快，成樁質(zhì)量可靠，主要性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。[2]
2.預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的生產(chǎn)過(guò)程與質(zhì)量控制
在管樁的生產(chǎn)過(guò)程中，管樁產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些外觀和內(nèi)在質(zhì)量的問(wèn)題，對(duì)建設(shè)工程的整體質(zhì)量構(gòu)成極大的威脅。因此，對(duì)管樁質(zhì)量造成影響的各種因素進(jìn)行分析，提高管樁的質(zhì)量是十分有必要的。
2.1預(yù)拌混凝土
混凝土的原材料主要有水泥、骨料、外加劑、水和摻合物等。原材料是提高混凝土和管樁質(zhì)量的第一要素，亦是質(zhì)量監(jiān)控的第一關(guān)口。原材料質(zhì)量的好壞。直接影響混凝土的性能和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
(1)水泥：優(yōu)先采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5R的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。水泥的安定性必須合格，且與所用的減水劑相容性好。水泥膠砂強(qiáng)度必須達(dá)到要求且有一定的富余量。
(2)骨料(砂、石)：在混凝土中骨料約占混凝土體積的70％。它在混凝土中起著骨架作用，可使混凝土比單獨(dú)的水泥漿具有更高的體積穩(wěn)定性和更好耐久性。骨料中如石粉和泥質(zhì)含量偏高會(huì)直接影響到混凝土拌合物的和易性，給離心效果帶來(lái)不利影響。
砂：采用細(xì)度模數(shù)為2.5-3.2潔凈天然中砂，級(jí)配以Ⅱ區(qū)為好，含泥量≤1.0％。
碎石：顆粒形狀以接近圓形的多面體或方形最好。最大粒徑不大于25mm(薄壁管樁粒徑不宜大于20mm)且以連續(xù)級(jí)配為好。針片狀顆粒含量<5％，原始碎石石粉含量<3.0％，碎石冼凈后含泥量<0.5％?？箟簭?qiáng)度大于要求的混凝土強(qiáng)度1.5倍以上。在生產(chǎn)實(shí)踐中，碎石的級(jí)配不好，粒徑偏大，針片狀含量多，往往是造成管樁內(nèi)壁露石的主要原因。
骨料中石粉和泥質(zhì)含量高對(duì)混凝土管樁質(zhì)量影響很大。因?yàn)槭鄣闹饕煞侄酁槭⒓半y溶的碳酸鹽礦物，往往可在骨料表面形成包裹層。妨礙骨料與水泥石的粘結(jié)或以松散的顆粒出現(xiàn)，增大了表面積，增加了需水量。泥土多為一些粘性物質(zhì)所組成，遇水后體積膨脹對(duì)混凝土起破壞作用。
(3)外加劑：減水率>18％，且與水泥的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用，勻質(zhì)性好。嚴(yán)禁使用氯鹽類(lèi)外加劑。
(4)水：采用自來(lái)水或潔凈的河水，嚴(yán)格控制氯化物和硫酸鹽含量.不得使用海水。
(5)摻合料：常用有粉煤灰、礦粉、磨細(xì)石英砂等。
2.2管樁混凝土配合比的設(shè)計(jì)
預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)。按工藝要求必須采用離心成型方法，而離心混凝土有其固有的特性。①離心混凝土體積縮小10％～20％；②容重增加8％左右，離心后混凝土密度2650～2700kg／m3；③水泥損失5％～8％；④擠出水量20％～30％；⑤離心混凝土強(qiáng)度等級(jí)比一般振實(shí)混凝土提高20％～3O％。此外，管樁混凝土要求水膠比小(一般在0.30～0.32之間)。坍落度也較低3～6cm。鑒于上述特點(diǎn)，管樁混凝土配合比的設(shè)計(jì)?？砂雌胀ɑ炷猎O(shè)計(jì)步驟進(jìn)行，在得出每立方米原始混凝土的材料用量以后(即基本配比)，再乘以一個(gè)離心調(diào)整系數(shù)(1.08)或離心混凝土出料系數(shù)。最后得出每立方米制品的材料用量。[3]
2.3布料
在管樁生產(chǎn)中.布料工序本來(lái)是比較簡(jiǎn)單而容易做到的工作。而在實(shí)際生產(chǎn)中卻往往被人們所忽視，常見(jiàn)的弊病是：①布料不均勻平整，在整條管模上出現(xiàn)高低不平的峰狀結(jié)構(gòu)，致使離心效果不好.造成管壁厚薄不均或一頭厚一頭薄的現(xiàn)象。有時(shí)由于管模兩端的端頭裙板內(nèi)部未塞滿混凝土料，造成管樁成品端頭出現(xiàn)蜂窩或空洞。②由于布料操作不細(xì)心，往往會(huì)使混凝土料成堆、大方量的下落，致使鋼筋籠焊點(diǎn)脫落，主筋下塌，甚至箍筋散架，又未能及時(shí)捆綁扶正，釀成肉眼看不到的隱患。
管樁的強(qiáng)度是由混凝土以及鋼筋(包括箍筋)共同作用的結(jié)果。主筋塌落張拉時(shí)容易斷筋，主筋不直定會(huì)造成管樁垂直受力不均，箍筋散架，就會(huì)失去或降低徑向混凝土的約束力，最終導(dǎo)致管樁強(qiáng)度降低。
2.4離心工藝
離心對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)形成機(jī)理和對(duì)混凝土性能的影響，是一個(gè)較為復(fù)雜的理論問(wèn)題和工藝過(guò)程。在離心過(guò)程中，混凝土拌合物同時(shí)受到離心力、重力及沖擊振動(dòng)力的作用。大顆粒沉降速度最快.首先沉降至最外層，水泥砂漿填充于大顆粒問(wèn)的空隙中.形成密實(shí)的混凝土層。剩余的水泥砂漿和部分水泥凈漿沉積在制品內(nèi)壁，形成砂漿層和凈漿層，多余的水分被擠出。管樁生產(chǎn)對(duì)離心參數(shù)的選定.是一個(gè)較為復(fù)雜的理論問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程中必須堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則.求得速度與時(shí)間相關(guān)的最佳值。一般說(shuō)來(lái)，離心速度快，離心時(shí)問(wèn)可以短些。離心參數(shù)的優(yōu)劣要以離心效果為準(zhǔn)則。[4]
2.5管樁的養(yǎng)護(hù)
管樁分為蒸汽養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)護(hù)兩個(gè)階段。當(dāng)混凝土溫度大于70℃時(shí)容易發(fā)生延遲性鈣釩石反應(yīng)，此反應(yīng)產(chǎn)生膨脹影響微觀結(jié)構(gòu)，因此很多國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)要求混凝土養(yǎng)護(hù)溫度不大于70℃。[5]
管樁經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)達(dá)到脫模強(qiáng)度后（一般控制為C45），脫模放入高壓釜中進(jìn)行10個(gè)大氣壓約180°C的蒸壓養(yǎng)護(hù)。
3.預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在我國(guó)的發(fā)展歷史和應(yīng)用前景
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在我國(guó)發(fā)展20多年，企業(yè)數(shù)量從1993年20多家發(fā)展到2000年120多家，2005年300多家，2012年9月止500多家(不完全統(tǒng)計(jì)）；生產(chǎn)規(guī)模從八十年代至九十年代中期的20萬(wàn)米～30萬(wàn)米，增長(zhǎng)到九十年代后期至今的80萬(wàn)米～150萬(wàn)米；年產(chǎn)量從1993年300萬(wàn)米增長(zhǎng)到2011年近3.5億米，2012年約1.8億米；發(fā)展地域從廣東、上海起步，經(jīng)過(guò)二十年發(fā)展，沿海北上，沿長(zhǎng)江、黃河西進(jìn)，目前全國(guó)已有25個(gè)省市自治區(qū)（不包括港澳臺(tái)）生產(chǎn)管樁，廣東、上海、浙江、江蘇、福建、天津、云南、湖北、北京、山東、安徽、河北、海南、四川、河南、廣西、遼寧、黑龍江、吉林、湖南、江西、陜西、甘肅、山西、內(nèi)蒙等。20多年高速發(fā)展，從最初的引進(jìn)國(guó)外的全套或者主要生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)用的管樁結(jié)構(gòu)主筋——低松弛高強(qiáng)陰螺紋鋼筋和外加劑，到九十年代中期至今，管樁的生產(chǎn)裝備已全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，并且還出口東南亞等國(guó)家，管樁結(jié)構(gòu)主筋——低松弛高強(qiáng)陰螺紋鋼筋也實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定性和加工工藝水平有了長(zhǎng)足提高，目前國(guó)內(nèi)已建有80多條生產(chǎn)線，完全滿足了我國(guó)管樁生產(chǎn)的需求。
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁具有樁身質(zhì)量可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)[6]，使其在工程建設(shè)應(yīng)用十分廣泛、應(yīng)用前景廣闊。但管樁的施工質(zhì)量控制及遇到問(wèn)題的處理經(jīng)驗(yàn)尚不夠豐富。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)的不斷推廣和發(fā)展，以及人們對(duì)管樁的理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)水平將會(huì)不斷提高，避免管樁質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，從而在工程中發(fā)揮出更好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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[3]歐生.預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制[J].建筑學(xué)研究前沿，2013，(1).
[4]陳日明.預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制與管理[J].廣東建材，2010，第4期.
[5]李成龍.關(guān)于管樁常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)若干問(wèn)題的探討分析[J].廣東建材，2010，第9期.
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