預應力混凝土管樁常見質量問題及改善措施

隨著工程建設的不斷發(fā)展，預應力混凝土管樁因其優(yōu)良的承載能力和施工效率而廣泛應用于建筑工程中。然而，材料質量不達標、預應力筋布置不當、生產(chǎn)工藝有缺陷等問題也日益凸顯，研究并解決這些問題，不僅對提高管樁的使用性能和工程質量具有重要意義，也對保障建筑結構的安全性和可靠性至關重要。

一、預應力混凝土管樁質量常見問題分析

（一）材料質量問題

預應力混凝土管樁在制作和使用過程中，其材料質量直接影響管樁的結構穩(wěn)定性和使用壽命。其中，混凝土的強度和均勻性是材料質量的關鍵。以某建筑工程為例，工程使用的預應力混凝土管樁，其混凝土強度設計標準為C80，然而實際檢測發(fā)現(xiàn)，部分管樁的混凝土強度僅達到C60，低于設計標準。此外，混凝土的均勻性也不達標，部分區(qū)域的抗壓強度波動范圍達到5MPa，超出國家標準規(guī)定的均勻性要求。這些問題都可能導致預應力混凝土管樁在受力時性能下降，增加工程風險。

（二）預應力筋布置不當

預應力筋在預應力混凝土管樁中起著至關重要的作用，其布置的合理性直接關系到管樁的承載能力和耐久性。在某工程中，由于混凝土管樁設計和施工過程中的疏忽，預應力筋的布置與設計標準要求存在偏差，筋的間距在某些部分高達200mm，遠大于設計要求的150mm，偏差達到了33%。這種布置不僅減弱了預應力混凝土管樁的整體承載能力，而且增加了管樁開裂的風險。此外，布置不當，使得預應力筋的張拉力未能達到設計要求，造成的實際張拉力僅為計劃張拉力的90%，這進一步影響了管樁的性能。

（三）生產(chǎn)工藝缺陷

預應力混凝土管樁的生產(chǎn)工藝同樣影響著管樁的質量。如在管樁的蒸汽養(yǎng)護過程中，溫度和濕度的控制不當會直接影響混凝土的強度和耐久性。在某工程的檢測中發(fā)現(xiàn)，部分管樁的養(yǎng)護溫度低于65℃，明顯低于標準要求的70℃，而養(yǎng)護時間僅為48小時，也少于標準要求的72小時。這樣的養(yǎng)護條件導致混凝土的早期強度未能達到設計要求，影響了管樁的整體性能。此外，因管樁在成型過程中震動不足，導致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生氣泡和松散區(qū)域，這些生產(chǎn)工藝缺陷都可能導致管樁承載能力下降或壽命縮短。

二、改善預應力混凝土管樁質量問題的有效措施

（一）提高預應力混凝土管樁材料質量

要提升預應力混凝土管樁的材料質量，關鍵在于精確控制混凝土的配比和提升混凝土管樁原材料的品質。以混凝土強度為例，設計標準要求為C60級，這意味著其28天抗壓強度不低于60MPa。為達到此標準，首先要選擇合格的原材料。水泥應選用符合《先張法預應力混凝土管樁》（GB/T 13476-2023）標準、不低于42.5級的普通硅酸鹽水泥，其28天抗壓強度應不低于60MPa。砂石骨料方面，細骨料需要選擇硬質天然砂或機制砂，天然砂細度模數(shù)應控制在2.5—3.2，機制砂細度模數(shù)需控制在2.5—3.5。混凝土的配比也是提高管樁材料質量的關鍵。以C60混凝土配比為例，其水泥用量應控制在350—370kg/m3，水灰比控制在0.36—0.38之間。這一配比能夠確?；炷良染哂辛己玫墓ぷ餍?，又能滿足工程強度要求。同時，引入適量的礦物摻合料，如粉煤灰或硅灰，用量大約為水泥質量的20%，可以提高混凝土的和易性和抗?jié)B性。其次，在混凝土攪拌過程中，應采用高效強制式攪拌機進行攪拌，并確保攪拌時間不少于120s，以確?；炷恋木鶆蛐浴?/span>最后，在混凝土生產(chǎn)過程中，嚴格的質量控制同樣不可忽視。在混凝土配制前，先對水泥、砂石進行質量檢測，如水泥的稠度測試、砂石的含泥量和含水率測試。混凝土澆筑前，還需要進行坍落度和空氣含量的現(xiàn)場測試，坍落度應控制在50—70mm，空氣含量控制在4.5—6.0%，以保證混凝土的工作性和耐久性。此外，對于已澆筑的混凝土，還應該定期進行強度檢測，如采用回彈法或取芯檢測，以確保每批混凝土均滿足設計強度要求。預應力混凝土管樁中混凝土材料質量要求見表1：

表1 預應力混凝土管樁中混凝土材料質量要求

（二）規(guī)范預應力筋的布置和張拉

在預應力混凝土管樁的制作中，預應力筋的正確布置和張拉是確?；炷两Y構強度和穩(wěn)定性的關鍵。首先，預應力筋的布置需符合設計標準規(guī)范。以直徑為800mm的PHC 800 AB 110管樁為例，預應力筋應均勻分布于管樁截面，筋的直徑通常為12.6mm，根據(jù)《先張法預應力混凝土管樁》（GB/T 13476-2023）標準，預應力筋間距應控制在150mm左右。為確保布置的精準性，施工過程中應使用專業(yè)測量工具，如使用激光尺進行實時測量，確保預應力筋間距的偏差控制在±5mm以內(nèi)。此外，在預應力筋的張拉過程中，其張拉力度應根據(jù)具體規(guī)格和設計要求進行精準計算，張拉力的測量誤差應控制在±3%以內(nèi)，以確保管樁在受力過程中的穩(wěn)定性和安全性。其次，預應力筋的張拉過程需要嚴格控制。在張拉過程中，要采用高精度張拉設備和實時監(jiān)控系統(tǒng)，如使用液壓張拉器和張拉力傳感器，確保張拉力的均勻和準確。在張拉過程中，應逐步增加張拉力，直至達到設計值，并持續(xù)保持一定時間，以確保預應力筋的應力穩(wěn)定。完成張拉后，應立即進行錨固，錨固工藝應遵循相關標準要求，并使用經(jīng)過認證的錨具和夾具，以避免預應力筋在后期使用過程中產(chǎn)生松動或滑移。此外，對于完成張拉的預應力筋，應進行詳細記錄，包括張拉力值、保持時間和錨固情況等，以供后期的質量追蹤和評估。預應力筋的布置和張拉要求見表2：

表2 預應力筋的布置和張拉要求

（三）優(yōu)化生產(chǎn)工藝和養(yǎng)護條件

在預應力混凝土管樁的施工過程中，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和養(yǎng)護條件對提升最終產(chǎn)品質量至關重要。首先，在混凝土養(yǎng)護過程中，控制養(yǎng)護溫度和濕度是關鍵。根據(jù)《先張法預應力混凝土管樁》（GB/T 13476-2023）標準，混凝土養(yǎng)護的標準溫度是70—80℃，濕度不低于95%。在具體操作中，可以使用自動控制的蒸汽養(yǎng)護室，其中溫度和濕度的測量誤差應分別控制在±2℃和±5%以內(nèi)。其次，養(yǎng)護時間對混凝土強度的影響也非常重要，標準養(yǎng)護時間應不少于72小時。在這個過程中，混凝土的早期強度可以得到有效提升，例如，通過延長養(yǎng)護時間至72小時，混凝土的28天抗壓強度可提高約15%至20%。其中，離心成型技術在此過程中起著關鍵作用，通過高速旋轉有效去除氣泡，增加混凝土的密度和均勻性，從而提高管樁的承載能力和耐久性。最后，還要進行混凝土的表面處理，如使用抹平機進行表面抹平，確保表面光滑度和平整度，表面光滑度的測量誤差應控制在±0.5mm以內(nèi)?；炷?/span>的生產(chǎn)工藝和養(yǎng)護要求見表3：

表3 混凝土的生產(chǎn)工藝和養(yǎng)護要求

三、結語

  本文深入探討了預應力混凝土管樁在施工過程中常見質量問題及改善措施。通過分析預應力混凝土管樁材料質量、預應力筋布置、生產(chǎn)工藝等方面存在的問題，提出了一系列具體且實用的改進方法，如優(yōu)化混凝土配比、規(guī)范預應力筋的布置和張拉、提升生產(chǎn)工藝和養(yǎng)護條件等，旨在提升預應力混凝土管樁的整體性能和工程質量，為相關人員提供參考。

文章來源：  《產(chǎn)品可靠性報告》   http://00559.cn/w/kj/32519.html