2023年高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施(汇编).docx
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1、2023年高桩码头PHC管桩裂缝原因分析及防治措施(汇编) 第一篇:高桩码头PHC管桩裂缝缘由分析及防治措施 高桩码头PHC管桩裂缝缘由分析及防治措施 摘 要:从PHC管桩制作、沉桩及运用等阶段具体分析了易导致该桩型出现裂缝的缘由,同时对裂缝的检测方法进行了探讨,最终提出了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确定的指导意义。 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管桩在工程实践中照旧觉察会存在一
2、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平安运营或运用寿命均存在确定的影响,因此有必要对裂缝产生的缘由进行探讨,以便实行合理的应对措施,提出防治方法。 裂缝产生缘由分析 1、生产工艺方面 PHC管桩是接受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缘由主要反映在以下几个方面: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
3、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,又处于内外表,很简洁产生干缩裂缝,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。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,很简洁在管节离心成型过程中受到抖动,导致离心成型后的管节外表有裂缝产生。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。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限制不当,会造成管
4、桩管壁内外温差过大,外表收缩过快而产生外表裂缝。 2、施工工艺方面 高桩码头PHC管桩多接受锤击法沉桩,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,直到桩土之间到达一新的平衡,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到达一新的平衡的过程。从锤击沉桩裂缝产朝气理可见,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确定范围,约0.30.7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限制其实
5、就是桩身锤击应力的合理限制。 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,对水上可见裂缝则干脆接受目测法结合仪器设备检测,对水下部分裂缝的检测则多接受潜水探摸结合摄像开展。同时由于PHC 管桩特有的内腔,使孔内摄像技术也慢慢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,其测桩轻松、速度快、操作简洁;相比高应变,可以检测到距桩顶较近部位的缺陷及略微缺陷。但在码头PHC管桩裂缝检测中也存在以下一些问题: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
6、去而无法检测到。由于应力波反射法靠单一的波形特征来推断桩的缺陷,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精确值。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。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。高应变动力测试接受重锤锤击,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,
7、而且使得桩身完好性检测更加牢靠。特别在判定桩身水平整合型裂缝、多道裂缝缺陷等状况时,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干脆关系计算结果的精确性,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,高应变测试大都接受打桩船上的打桩锤锤击,因此,对沉桩施工进度有确定的影响,不行能大面积运用。 2、外观调查检测 外观调查检测只能对泥面以上PHC管桩的裂缝开展相关调查检测工作,对于水面以上的裂
8、缝可干脆接受肉眼视察,结合裂缝放大镜、非金属超声波检测仪等仪器检测的方法进行,可精确读取裂缝的宽度和深度状况。对于泥面以上水面以下PHC的管桩裂缝则可以接受水下探摸结合水下摄像的方法探明裂缝位置和缺陷程度,但水下探摸也受桩基所处河段的水文及水质状况制约。 3、孔内摄像法 孔内摄像是一种较为直观的基桩检测方法,以空孔为视察行进通道,接受防水摄像头、定位装置及其配套设备按确定的速度对整根桩或桩身局部的内侧面进行视察或拍摄,并记录拍摄过程。通过对摄取图像的现场视察及后期逐帧视察、分析,可识别桩身的缺陷位置、形式及大小,据此定量分析桩身的完好性并能精确判定缺陷位置。该法能较为全面地视察到低应变检测不能
9、反映或难以判别的缺陷问题。具有检测技术直观、精确确定缺陷位置、定量分析缺陷等优点。可见,这一方法对以上检测方法而言也是一种很好的补充和验证,但同时也存在一些缺乏之处:对检测环境要求较高、孔内摄像支架较难固定、检测速度较慢等。 从以上各检测技术的分析可以看出,各种裂缝检测技术均有各自优势及适用范围,单一的运用某种检测方法很难精确识别PHC管桩的裂缝缺陷,甚至会引起误判,进而影响工程的质量。因此在对PHC管桩进行裂缝检测时,建议首先对桩身水面以上部位进行全数外观调查,并依据规范要求抽取确定比例的管桩进行动测,对外观调查中觉察的裂缝问题,如有必要对基桩水下部位进行探摸检测,以全面考察裂缝出现的范围及
10、其形态。对于沉桩过程中出现异样的桩,如低应变检测未能明确为完好桩或对低应变结果有怀疑时,则应进一步接受高应变动测法予以验证,以防误判,必要时可接受孔内摄像等检测技术进行进一步佐证。 裂缝防治措施 从以上分析PHC管桩裂缝产生的主要缘由看,要预防PHC管桩裂缝的产生,可主要从以下几个方面入手:严格限制混凝土协作比,认真选择原材料,保证熟料混凝土生产的均匀性。PHC管桩离心成型工艺已日趋成熟,制桩过程中主要预防的裂缝首先应是温差引起的收缩裂缝,这种温差最可能发生在管桩常压蒸汽养护后的脱模阶段以及高压蒸汽养护结束后的降压降温阶段,因此管桩经常压蒸汽养护后不应马上拆模,而应等混凝土温度降至与室温大致相
11、当后再拆模,经高压蒸汽养护后,应建立合理的降压降温制度,逐级降温降压。PHC管桩成品出厂前应对桩身混凝土观感进行全数检查,管桩运至码头现场时还应进一步检查,确保存在明显裂缝的管桩不能用于码头建设工程中。PHC管桩施打前要对区域地质资料进行充分分析,搜集接近码头的试桩资料,如地质条件困难,特别是存在软硬突变土层或意料贯入难度较大时,应先行试桩,通过试桩确定合理的锤击参数和停锤标准,选择合适的桩垫锤垫。当锤击沉桩过程中桩端未到达设计标高,但贯入度已满意设计要求或桩端已到达设计标高,但贯入度仍较大等异样状况时不应接着盲目锤击,而应细致分析地质资料,并会同设计单位协商解决。为加强PHC管桩的耐打性,可
12、根据管节直径大小适当加密箍筋,同时在桩顶以下3-5m范围每隔1-1.5m外加钢抱箍,以预防纵向裂缝的发生,此外还可以在管桩混凝土中产掺加钢纤维,也可起到很好的抗裂效果。PHC管桩沉桩全部结束后,在横梁现浇前对水面以上PHC管桩的裂缝状况开展一次全面普查,如存在裂缝,应视裂缝开展的程度接受合适的检测方法予以检测,并视检测状况给出具体修补措施,确保码头PHC管桩最终的运用质量。 结语 在总结高桩码头PHC管桩制桩及施工工艺的基础上,本文对PHC管桩在制桩及锤击沉桩过程中可能产生裂缝的缘由或机理进行了初步的分析,在此基础上提出相应的防治措施。 PHC管桩裂缝检测手段较多,但每种检测方法均有其适用范围
13、,如单一的运用某种检测方法很难精确识别PHC管桩的裂缝缺陷,甚至会引起误判,因此实际检测过程中应视裂缝的状况实行多种检测手段联合检测,以驾驭裂缝的程度,便于实行合理的处治措施。 参考文献: 王勇昌,李洪.PHC 桩在海港工程中的应用.港工技术.20239:27-28. 刘翔,赵鹏.PHC 桩在天津港码头工程中的应用.中国港湾建设,202312:53-55 史佩栋.桩基工程手册.人民交通出版社,2023 黄阳.孔内摄像技术在PHC 管桩完好性检测中的应用.工程质量,20239:17-21 金舜,匡红杰,周杰.我国预应力混凝土管桩的进展近况和方向.混凝土与水泥制品,20232:27-29 作者单位
14、:江苏省交通运输厅工程质量监督局 其次篇:PHC管桩监理细则 PHC预应力管桩监理实施细则 一、概况: *有限公司双壳中心工程、工程桩型号接受PHC-AB550-105-1415。试桩、锚桩型号接受PHC-AB550-105-1515。工程桩长度为29 m,试锚桩长度为30 m。钢结构厂房总桩数为227根含试锚桩4组共20根。其中工程桩顶相对标高为-2.55m。龙门吊车轨道基础桩总数632根含试锚桩4组20根。轨道工程桩顶相对标高-2.65m试锚桩顶确定标高为-3.65 m。全部工程桩单桩设计承载力为1400KN。桩尖持力层为二层。试桩极限加载至2390KN。要求锚桩最大锚固力为650KN。一
15、根试桩最多考虑三根锚桩锚固力,其余载荷接受堆载补充。小应变动测桩数为总桩数的100% 为了确保桩基施工按期保质完成,根据监理合同商定,协同监理外高桥船厂监理机构编制本细则。 二、编制根据 1、为了保证工程施工有序开展,提高预制混凝土管桩成桩质量保证率,特制定本细则。 2、本细则编制根据:设计文件;国家规范、标准、规定。 三、钢砼预应力管桩质量限制要点 一对钢筋砼预应力管桩PHC桩的要求: 1成品砼预应力管桩必需具有: 1生产厂家资质证书、产品出厂合格证。2砼等级试验报告。3钢筋检测报告。 4砂、石料交易证书及复试报告。2监理对成品、半成品材料报审制度。 1会同建设单位和施工单位对管桩生产厂家进
16、行考察。2检查成品材料质量。3认真检查各种质量保证资料。 4对成品观感质量进行检查,对有问题的管桩如:缺陷裂纹超过规范坚决不允许进场。已进场的不合格品责令其限期退场。 3施工单位应对管桩进行实测实量,监理应抽查,每检验批不少于1次。对超过规范要求达不到合格标准的,不得运用。4钢筋预应力管桩允许偏差范围如下: 1直径5mm ; 2管壁厚度-5mm ; 3轴赠园孔中心线对桩中心线5mm ; 4桩尖中心线 5下节或上节桩焊接对中心线倾斜2mm ; 二施工技术准备 1开工前检查:施工资料要齐全: 2沉桩技术方案主要应包括以下内容: 1工程概况。2平安技术措施。 三起吊管节、管桩 1管节指长度为15米内
17、的单节管桩吊运可接受两端钩吊法,吊扣的水平夹角不宜小于60度。2施工总平面布置图。 3施工设备、沉桩依次及技术措施。a)质量验收标准。 b)管桩吊运时,吊点位置应符合设计要求,允许偏差为20厘米。c)吊桩接受捆绑法,留意防滑,吊运过程应保持平稳,不应发生碰撞。 四运输管节、管桩 1运输车辆底层应设置垫楞,在多支点的状况下,支点必需保持同一平面。2管节运输时除底层设置垫楞外,各层之间可不设垫木。 3管桩运输时,各层之间应设置垫木,并应留意无能为力点上下对齐,各层垫木材质均应相同。 4运输1000mm的桩堆放层次不宜超过2层,其他直径的桩堆放不宜超过3层。 5运输过程中必需实行牢靠的防损、防滚、防
18、滑措施。 五管节、管桩堆放要留意以下几点: 1堆放场地应平整、坚实、排水畅通。2桩的两端应有适当的爱惜措施。 3搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲。 4管桩、管节应按规格材质分开堆放,堆放层次不宜太高,400mm、500mm直径的一般宜放置二层,支点设置应合理,管桩的两侧应用木楔塞住,防止滚动。 四、沉桩 一施工准备 1、机具人力准备: 1进场桩机、起吊设备、电焊机等需满意本工程的质量、进度、平安等方面的需要,设备型号、性能需报监理部审查,复核备案。 2压桩的施工人员属于特殊工种操作,必需持有特殊工种上岗操作证,并报监理部检查备案,无证人员不得上岗操作。移机时应配备至少1名指挥人员
19、。 2、技术管理准备和要求: 1开工前施工单位应组织管理人员认真熟识图纸、地质报告及相关规范标准等,觉察问题在图纸设计交底时解决。 2施工单位应在开工前编写好压桩工程施工技术方案,方案中需明确管理网络、施工依次、施工技术措施、质量平安保证措施,以及施工进度支配等。并填写施工组织设计方案报审表,报监理部审批,监理部审批认可后实施。3根据建设单位供应的限制点及标高点,进行放线测量,放出桩位位置,经自检合格后,填写施工测量放线报验单监A-15,报监理部验收,监理部对施工单位的放线测量成果进行复核合格后,由测量专业监理工程师签字认可。4全部准备工作完后,施工单位填写工程开工报审表监A-02,报监理部总
20、监理工程师审核同意签字后,才能正式开工。 二压桩施工监控要点 1、静力压桩压桩机应符合以下规定:1压桩机应根据土质状况配足额定重量。2桩帽、桩身和送桩中心线应重合。3压同一根节桩应缩短停突然间。4为削减静力压桩的挤土墩可选择适当措施。 5沉桩场地应平整,坡度不宜大于1%,且应设置排水明沟或暗沟。6沉桩场地应满意沉桩机接地压力要求,当不能满意时,可接受以下措施: 铺垫道渣层,用压路机压平。 铺设路基箱,沿压桩机履带走向铺平放稳。 2、沉桩依次应符合以下原则: 1空旷场地沉桩应由中心向四周进行; 2某一侧有需要爱惜建筑物或地下管线时,则应由该侧向远离的方向进行;3有不同深度基桩时,应按先大后小,先
21、长后短原则进行;4沉桩机运行路途应经济合理,运桩、喂桩便利。 3、桩位可用白灰划出管桩外径圆圈做标记,圆心放样偏差不应大于20mm.4、桩位定位时,应在沉桩机正面和侧面分别架设经纬仪,监控下桩垂直度,直桩垂直度,偏差不得大于1/200,另加水准仪限制桩顶标高。 5、送桩应满意以下要求 1应具有足够的强度和刚度,送桩刚度尽量接近桩身刚度。 2应分析所漂浮的桩径相适应,桩帽外圈内径宜比桩径大1-2CM,内圈外径宜比桩内径小4CM,桩帽宜套入桩顶30-40CM。 3必需设置排气孔,确保管桩内腔的空气与大气相通,排气孔孔径不宜小于管桩内径的1/10。 6、锤垫材料与锤型相适应,可选用硬木、钢丝绳或钢丝
22、绳夹钢板垫等。 7、桩垫应具有确定的弹性和韧性,并有足够的厚度,形态应与桩断面相适应。桩垫材料可选用松木、棕绳、硬纸板、水泥袋纸等材料制作。 8、应确保压桩、送桩和桩身在同一轴线上。 9、桩顶标高允许偏差-50到+100MM之内。 10、压桩桩位允许偏差值: 项次项目允许偏差值mm检验方法 1有基础梁的桩垂直基础梁的中心线方向100用经纬仪和尽量检查 沿基础梁的中心线方向150 2桩数为1-2根或单排桩100 3桩数为3-20根边缘桩D/2 4桩数多于20根中间桩D 注:1D为桩的直径 2表中的允许偏差值是在送桩深度2米状态下,当送桩深度大于2米时,每增加1米偏差允许值相应增加110mm.三对
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