高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施（汇编）.docx

高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施（汇编）

第一篇：高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施摘要：从PHC管桩制作、沉桩及使用等阶段详细分析了易导致该桩型出现裂缝的原因，同时对裂缝的检测方法进行了探讨，最后提出了PHC管桩裂缝的具体防治措施，对高桩码头PHC管桩的裂缝防治工作具有一定的指导意义。关键词：高桩码头PHC管桩裂缝防治措施预应力高强度混凝土管桩（简称PHC桩）是预应力技术与离心制管技术相结合的产物，在沿江沿海港口工程建设领域得到了广泛的应用，成为高桩码头结构最主要的桩基型式。然而PHC管桩在工程实践中仍然发现会存在一些质量通病问题，其中最突出的问题即为桩身的裂缝，因为PHC管桩为环状薄壁结构且是码头结构主要的受力单元，裂缝的存在对高桩码头结构的安全运营或使用寿命均存在一定的影响，因此有必要对裂缝产生的原因进行探讨，以便采取合理的应对措施，提出防治办法。裂缝产生原因分析1、生产工艺方面PHC管桩是采用先张预应力离心成型工艺，其工厂工艺流程一般为钢筋切断、墩头→钢筋笼编织→混凝土搅拌→混凝土喂料→预应力张拉→离心成型→常压蒸汽养护→脱模及标识→高压蒸汽养护→管节拼接。从PHC管桩整个生产工艺流程分析看，在这阶段桩身裂缝产生的可能原因主要反映在以下几个方面：①从离心成型机理可以看出，离心成型后的管桩管壁断面是一种分层结构，由混凝土层、砂浆层和净浆层组成，因净浆层的水灰比较大，干缩性大，又处于内表面，很容易产生干缩裂缝，随着管桩直径和壁厚的增加，而净浆层厚度随之增加，干缩裂缝的深度也会加大，净浆层存在的这种干缩裂缝在后期吊桩或沉桩过程中，可能会影响到管壁混凝土。②目前单根桩管节长度已能做到50米甚至更长，这对模板和离心旋转生产线的要求甚高，如工艺水平不高，很容易在管节离心成型过程中受到抖动，导致离心成型后的管节表面有裂缝产生。③离心成型后，在吊运至养护槽的过程中，可能因受力不均匀或微小碰撞等问题导致尚未凝固的混凝土产生变形，从而导致裂缝及破损的产生。④高温高压蒸养后的混凝土管节出釜后的卸压制度和降温制度控制不当，会造成管桩管壁内外温差过大，外表收缩过快而产生表面裂缝。2、施工工艺方面高桩码头PHC管桩多采用锤击法沉桩，其原理是利用桩锤自由下落时的冲击力锤击桩头，其所产生的能量克服土体对桩的侧阻力和端阻力，导致桩土之间原有的静力平衡体系失效，桩体随之下沉，直到桩土之间达到一新的平衡，因此锤击法沉桩过程也是桩土静力平衡体系不断被打破又不断达到一新的平衡的过程。从锤击沉桩裂缝产生机理可见，桩身裂缝的产生主要是锤击过程中桩身应力过大引起的，若桩体较长，桩尖土质较差，最大拉应力大多发生在打桩初期桩身中部一定范围，约（0.3～0.7）倍桩长位置；当桩尖土质较硬时最大拉应力一般发生在桩的上部，因此锤击沉桩过程中的裂缝控制其实就是桩身锤击应力的合理控制。裂缝检测技术分析PHC管桩裂缝检测的方法主要有低应变反射波法和高应变测试法，对水上可见裂缝则直接采用目测法结合仪器设备检测，对水下部分裂缝的检测则多采用潜水探摸结合摄像开展。同时由于PHC管桩特有的内腔，使孔内摄像技术也逐渐被应用到管桩裂缝检测中。1、动测法低应变法。目前，低应变法已成为应用最为广泛的基桩裂缝检测手段，其测桩轻便、速度快、操作简单；相比高应变，可以检测到距桩顶较近部位的缺陷及轻微缺陷。但在码头PHC管桩裂缝检测中也存在以下一些问题：①由于PHC管桩独特的环状结构，应力波传播途径会多样化，因此，当出现平行于桩轴线的纵向裂缝时，应力波极易绕射过去而无法检测到。②由于应力波反射法靠单一的波形特征来判断桩的缺陷，但缺乏对缺陷程度的定量分析，因此不能定量给出裂缝宽度的准确值。③当第1裂缝缺陷较大时，会阻断信号的上行与下达，增加深部裂缝缺陷的识别困难，特别是当第2缺陷为第1缺陷的2倍时更难以识别。④由于港口工程中应用的PHC管桩桩长与桩径比值较大，且为环状结构，而低应变反射波的锤击能量较小，因此很难识别深部缺陷。高应变法。高应变动力测试采用重锤锤击，和低应变法相比锤击能量大，使得应力波所能传达的深度增大，可反映出桩身深部裂缝缺陷；高应变测试时在PHC管桩两侧对称安装1对加速度传感器和1对力传感器，不仅使测点布置合理、测试参数较多，而且使得桩身完整性检测更加可靠。特别在判定桩身水平整合型裂缝、多道裂缝缺陷等情况时，能够在查明缺陷是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定裂缝缺陷程度。由于高应变法动力测试数据的采集质量直接关系计算结果的准确性，因此，正确采集信号是良好结果的前提条件。但影响采集信号的因素很多，如，桩头处理好坏、锤击位置及能量大小、传感器安装、外界干扰、仪器本身性质等，都会影响数据的采集质量。此外由于高应测试涉及锤击系统，高应变测试