PHC管樁常見外觀質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生及預(yù)防措施

PHC管樁常見外觀質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生及預(yù)防措施1前言 近幾年我國預(yù)應(yīng)力管樁行業(yè)獲得較快發(fā)展，大量建筑物的樁基工程采用了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，尤其預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（代號(hào)PHC）和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)PC）得到廣泛地使用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。1989年1992年，原國家建材局蘇州混凝土水泥制品研究院和番禺市橋豐水泥制品有限公司根據(jù)我國的實(shí)際情況，通過對(duì)引進(jìn)管樁生產(chǎn)線的消化吸收，自主開發(fā)了國產(chǎn)化的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，1993年該項(xiàng)成果被原建設(shè)部列入全國重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁開始大量應(yīng)用于鐵道系統(tǒng)，并擴(kuò)大到工業(yè)與民用建筑、市政、冶金、港口、公路等領(lǐng)域。在長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)，由于地質(zhì)條件適合管樁的使用特點(diǎn)，管樁的需求量猛增，從而迅速形成一個(gè)新興的行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2011年年底，全國已有500多家管樁生產(chǎn)企業(yè)（不含臺(tái)灣地區(qū)廠家），生產(chǎn)各類管樁32億米左右，產(chǎn)值達(dá)500多億人民幣。同時(shí)為管樁行業(yè)配套的輔助產(chǎn)品年產(chǎn)值也近300億元，成為一個(gè)富有朝氣的新興產(chǎn)業(yè)，目前管樁已占全國水泥制品行業(yè)產(chǎn)值的50%左右。2PHC常見質(zhì)量缺陷及預(yù)防措施管樁的外觀質(zhì)量包括粘皮和麻面、漏漿、空洞和蜂窩、表面露筋、表面裂紋、鐓頭脫落、端面平整問題、樁身彎曲、露石等，外觀質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品外觀銷售能力，也是產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力體現(xiàn)。下面詳細(xì)對(duì)生產(chǎn)過程中可能存在的問題進(jìn)行分析并提出一般的解決辦法。21粘皮和麻面粘皮是指管樁表面的混凝土與模具粘連，拆模時(shí)局部混凝土從管樁外表面撕裂的現(xiàn)象；而麻面是指脫模后管樁外表面的局部混凝土呈現(xiàn)無強(qiáng)度，表面有細(xì)小孔洞，顏色一般與正常混凝土相異，成類似粘土粉狀的淺黃色。上述缺陷有時(shí)也修補(bǔ)的，但嚴(yán)重影響管樁的耐久性，特別是有腐蝕性的土壤中使用。粘皮和麻面均發(fā)生在管樁的外表面。粘皮嚴(yán)重時(shí)甚至預(yù)應(yīng)力鋼筋均能肉眼見到；而麻面的管樁外表面可用鋼筋等硬物刮去。211粘皮產(chǎn)生的原因及處理（1）管樁混凝土的脫模強(qiáng)度不足。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，管樁的脫模強(qiáng)度必須達(dá)到C40以上，認(rèn)為一般以控制在C50左右為宜，否則脫模時(shí)很容易出現(xiàn)粘皮現(xiàn)象，即便不出現(xiàn)粘皮現(xiàn)象，外表面也不是很光滑，特別是采用自用鍋爐供蒸汽的情況，由于蒸汽一般為過飽和蒸汽，管樁外表面強(qiáng)度往往比同條件養(yǎng)護(hù)的試塊要低，這一點(diǎn)尤其要引起重視。合理的養(yǎng)護(hù)制度對(duì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度是非常重要的，尤其要注意充分的靜停時(shí)間和控制升溫曲線，在冬季生產(chǎn)時(shí)顯得較為突出。當(dāng)然符合要求的混凝土配合比是前提，當(dāng)采用多組分礦物外加劑如粉煤灰、礦渣微粉等設(shè)計(jì)混凝土配方時(shí)，為達(dá)到較合理的管樁脫模強(qiáng)度，可適當(dāng)提高蒸汽養(yǎng)護(hù)的恒溫溫度，可比硅酸鹽水泥配方提高510。（2）脫模劑性能問題及涂抹工作不到位。脫模劑對(duì)管樁外表面的質(zhì)量起到關(guān)鍵作用，能否把混凝土在終凝前及在蒸汽存在條件下有效的隔離模具和混凝土是至關(guān)重要的。樁模未涂脫模劑，或涂得不均勻，或脫模劑質(zhì)量不良，或脫模劑來不及成脫就成型混凝土；蒸養(yǎng)制度不合理等。一般常用的脫模劑分為皂化油和不飽和酸酯等，國外現(xiàn)在有使用礦物油做脫模劑的，但總的來說，脫模劑要求有較好的揮發(fā)性、耐磨性、蒸汽穩(wěn)定性、無毒及一定的保護(hù)厚度。冬季和夏季使用的脫模劑要有區(qū)分，否則容易出現(xiàn)問題。性能良好的脫模劑應(yīng)在使用后35分鐘就在鋼模內(nèi)形成一層厚約05mm左右的較光滑的憎水性保護(hù)膜。脫模劑使用時(shí)一定要做到熱模熱涂，等完全干燥后才能澆注混凝土，這點(diǎn)在冬季生產(chǎn)時(shí)要特別注意，有的廠家往往未等干透就去喂料，加上冬季室溫低，很容易產(chǎn)生粘皮。涂刷時(shí)要做到面面俱到，不遺漏一處，必要時(shí)可補(bǔ)涂一次。有時(shí)在雨天，由于脫模劑一般容易與水形成乳液，第一次刷完后，空氣中的水分較多，往往需刷二次才能解決問題。（3）模具內(nèi)壁粗糙及清理不干凈。模具內(nèi)壁的粗糙度也會(huì)影響脫模效果，但這種情況一般較少見，關(guān)鍵是要把內(nèi)壁清理干凈，不留余渣，必要時(shí)可用砂輪機(jī)打磨光滑。212麻面的原因及處理方法麻面產(chǎn)生的原因較簡(jiǎn)單，一般為鋼模過熱所致，高溫使新拌混凝土失水嚴(yán)重，與鋼模接觸的水泥失水并停止水化，出現(xiàn)9112012第2期（總第119期）江西建材施工技術(shù)粉狀表面的麻面問題。因此，澆注混凝土?xí)r，鋼模溫度宜控制在4550左右，特別是在夏季，混凝土澆注后要及時(shí)離心，不可長(zhǎng)時(shí)間放置，同時(shí)注意控制好養(yǎng)護(hù)溫度。樁模內(nèi)側(cè)不平，存在麻點(diǎn)、起鱗、銹蝕等缺陷；混凝土流動(dòng)性能差，離心工藝制度不合理，表面出現(xiàn)成片水泡。3合縫漏漿合縫漏漿是最嚴(yán)重的質(zhì)量事故，甚至比管樁混凝土強(qiáng)度不足還嚴(yán)重，因?yàn)樵诠軜妒┕み^程中，漏漿處往往是施打應(yīng)力最集中處，而該處又是混凝土最薄弱處。但合縫漏漿又是較難解決的質(zhì)量問題，它是水泥制品企業(yè)控制質(zhì)量的永恒主題。合縫漏漿一般分為樁身合縫漏漿和樁套合縫漏漿。31樁身合縫漏漿的原因及處理國內(nèi)管樁的生產(chǎn)工藝是把鋼模分成上下兩半，下模喂完混凝土后，在上下鋼模合縫中加密封條，蓋上上模并擰緊，這就是合縫漏漿產(chǎn)生的客觀原因，一般來說是很難克服的，要徹底解決該問題就要更改生產(chǎn)工藝和模具，如日本管樁生產(chǎn)企業(yè)采用的整體喂料整體頂出的工藝就能解決全部問題。就我國生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀盡量少漏漿才為上策。32選用合理的密封材料模具合縫處的密封程度是解決本質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵，選用合理的密封材料是至關(guān)重要的，好的密封材料要具有一定的伸縮性、良好的吸水性和較好的彈性，同時(shí)要具有較好的可工作性，即柔軟性，現(xiàn)在管樁廠家一般使用的為紙繩、草繩。但紙繩效果較差，因?yàn)樗菀妆粔嚎s成很薄的一層，當(dāng)鋼模稍微變形時(shí)就起不到良好的密封作用，所以紙繩一般在鋼模較新時(shí)使用。為克服紙繩的缺點(diǎn)，也有廠家使用草繩作為密封材料，這種材料也有問題。它的直徑不易控制，在長(zhǎng)度方向上直徑大小不一，容易造成局部密封不良；同時(shí)它由于可壓縮性不良，往往造成鋼模上下企口圓順不良，這就造成了另外一個(gè)質(zhì)量問題樁套漏漿。為解決問題，個(gè)別廠家使用直徑為6mm左右的柔性泡沫條或腈綸條，編者認(rèn)為能較好解決問題，上述材料完全滿足密封的要求，實(shí)踐證明使用效果也是相當(dāng)理想的，唯一的缺點(diǎn)是成本較高。也有企業(yè)使用可重復(fù)使用的天然橡膠條，其效果也較好。我們采用一種折中的辦法，即是在管樁施打時(shí)特別易破損的距兩頭2米處采用密封性能良好的材料，而在其它上采用普通密封材料，這能起到非常良好的作用，只是合模時(shí)操作起來較麻煩，但綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量，總的來說還是合理的。33模具質(zhì)量模具質(zhì)量的好壞也直接影響到合縫漏漿的嚴(yán)重程度，好的模具要求有挺直的企口線，企口大小一致一上下企口咬合良好，這能最大程度的減小合縫漏漿的發(fā)生，當(dāng)然在軸線方向上兩截模具對(duì)接縫的平滑過渡也是相當(dāng)重要的。34合模工作的操作規(guī)范性合模的操作規(guī)范性包括二方面的內(nèi)容：清理工作和合縫螺栓的緊固工作。清理：工作主要是上下半模的合模處、企口處及跑輪接合處的清理工作必須做到位，徹底清理干凈殘留的水泥漿及密封條等有礙密封的東西。這里要強(qiáng)調(diào)的是鋼模跑輪面的清理，多次的循環(huán)離心會(huì)導(dǎo)致跑輪的邊角逐步擴(kuò)大，最終上下模的跑輪邊相互頂死，造成合縫螺栓打不緊，進(jìn)而嚴(yán)重漏漿，所以我們要定期對(duì)鋼模跑輪的接合面進(jìn)行打磨，使上下跑輪合起來后接合面處保持約05mm左右的空隙。合模時(shí)兩邊緊固螺栓的均勻緊固也比較重要，我們不要求緊固力太大，只要求在合適的緊固力F保持所有螺栓的緊固力大小基本一致即可。要做到這一點(diǎn)，合模螺栓要求從鋼模的中間開始分別向兩端緊固，不可無序的隨意緊固，因?yàn)檫@樣很容易造成緊固力的不均勻而漏漿。35良好的混凝土配合比有人會(huì)問：混凝土配合比與合縫漏漿有何關(guān)系呢？其實(shí)上述幾點(diǎn)原因都是合縫漏漿的外因，而配合比是合縫漏漿的內(nèi)因。我們要求制作管樁的新拌混凝土在保持一定坍落度的條件下具有良好的粘聚性、保水性，同時(shí)通過選擇水泥和高效減水劑的相容性使新拌混凝土盡量減小泌水性，相關(guān)知識(shí)可參照第二章。在混凝土的配方設(shè)計(jì)時(shí)，能充分考慮到上述幾方面之間的關(guān)系，為管樁生產(chǎn)時(shí)減少甚至避免合縫漏漿及樁套漏漿是非常有益處的。4內(nèi)表面露石內(nèi)壁露石又是常見的外觀質(zhì)量問題，一般在薄壁樁中較常見，雖然在JC888、GBl4976及各地方標(biāo)準(zhǔn)圖集中無規(guī)定，但許多使用單位均對(duì)露石現(xiàn)象感到擔(dān)心甚至退貨，許多管樁廠的技術(shù)人員認(rèn)為露石是管樁混凝土勻質(zhì)的表現(xiàn)，對(duì)管樁混凝土強(qiáng)度是有好處的。編者認(rèn)為較嚴(yán)重的露石現(xiàn)象勢(shì)必造成混凝土的不密實(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，雖然混凝土試塊的強(qiáng)度的合格的，但未必能真實(shí)反映管樁混凝土的強(qiáng)度；另外，內(nèi)壁露石對(duì)管樁的耐久性也存在重大隱患。產(chǎn)生內(nèi)壁露石的主要原因如下：41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