浅谈预应力混凝土管桩的生产要素与控制措施

浅谈 预应力混凝土管桩的生产要素与控制措施

李建 李伟杰 廖海军

中国建材检验认证集团湖南有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：本文从预应力混凝土管桩的前期准备阶段、制作过程阶段、后期的养护阶段三阶段，如何进行有效质量控制，采取何种质量保护措施进行了全面系统的概述。结合现场场实际的情况从试验角度、质量管控角度等有效管控手段，对预应力混凝土管桩的最终质量控制进行了阐述。对整个预应力混凝土管桩的前期指导、中期控制、后期验收提供了质量保障。

关键词：预应力混凝土管桩 质量控制 主要措施

0前言

预应力混凝土管桩是地基处理工程中使用比较广泛的工程基桩材料，近年来我国工程建设的快速发展，在生产工艺和制作过程中、仪器设备技术、控制措施上也是日趋成熟化和标准化。但是在过程控制中，由于受某个主客或客观要素的影响，预应力混凝土管桩的产品往往也会出现外观或内在的质量不足问题。尤其体现在桩基施工过程中，会出现打裂、打断管桩的情况时有发生。笔者认为：试验检测在水利工程建设过程中对质量控制起到了至关重要的作用，如何有效的管控施工质量，只有加大试验检测对质量前期的准备阶段、过程控制阶段及后期检查验收阶段的重视，进一步对质量各阶段的进行深入分析，从而使试验检测成为质量控制的关键一环，为管桩的最终检查验收阶段提供有力依据，并为推动我国预应力混凝土管桩行业的健康发展具有很重要的意义。

一、预应力混凝土管桩的生产要素：

1试验检测的前期准备工作

1.1原材料考查(选定）

原材料的选择、确定直接关系到混凝土强度的优劣，因此在要做好选料前的地材考查。如原材料的质量、种类；生产厂家的生产（加工）能力、日产量、储备量和运输等多方面的因素。在取样过程中，要严格按照取样规则进行，确保所取样品的真实性、可靠性和具有代表性。同时最关键的是对初步确定的原材料要进行相关室内试验检测，严格按照规程进行操作检测，确定各项指标是否满足相关规范要求，通过试验结果综合评定比选，保证材料质量的同时降低制造成本。对于有特殊要求或重要的工程，应根据工程建设质量的需求而增加相应的检测项目。所有确定的原材料进行试验检测后都应出具正式检测报告归档，以备后期有问题时溯源可查。

1.2设计配合比的确定

混凝土配合比设计的原则，应满足设计与现场施工要求，并且确保混凝土的工程质量既经济又合理。混凝土配合比的设计还应根据工程的要求、结构形式、现场施工条件和原材料的状况，在满足强度、工作性与耐久性等前提下，选用最优砂率和最佳水胶比，以确定各组成材料的用量。配合比设计时还应考虑到混凝土拌制、运输、施工方式及现场工作性等综合性因素，必要时还需收集相关工程设计资料，以保证设计配合比的适用性和经济性。

1.3施工配合比的调整

施工配合比的调整是否正确规范，直接关系到混凝土的强度、工作性和耐久性，是保证工程质量的第一步骤。因为现场砂、石骨料的粒径、级配、密度和含水率等存在着一定的波动，所以必须仔细、认真及全面的做好这项工作。严格按照规程规范要求，在混凝土施工时，将料仓砂、石骨料的含水率、外加剂（指-水剂型）的均匀性等进行快速检测，将检测的结果与试验室内配合比换算调整成现场施工配合比。

2 预应力混凝土管桩生产过程控制

2.1预应力混凝土管桩生产过程的质量控制

预应力混凝土管桩在生产时需要使用到布料，布料在整条管模内铺放要平整、顺直而且还要均匀，这是一项需要相当细心的工作。如果布料操作不细心，就会造混凝土料成堆、下落，致使钢筋笼焊点脱落，主筋下塌，甚至箍筋散架及最终管桩的强度降低。

预应力混凝土管桩在生产时需要高速旋转而产生离心力的施工工艺，管桩在生产时对离心参数的选定，需注重理论加实际的原则，要得知速度与时间的最佳值。简单来讲，离心速度越快，离心时间可适当缩短些；离心速度慢，离心时间就适当延长。换言之，在一定的离心转速下，肯定有一个最佳的时间，所以离心参数的确定要以离心效果为准则。

2.2预应力混凝土管桩生产后的养护控制

预应力混凝土管桩生产后的养护对整条管桩的质量尤为关键，需从水泥的水化、凝结和硬化机理考虑。通常采用压蒸养护，从四个阶段：静停、升温、恒温和降温；静停时间一般为1῀1.5h、升温一般速率为20～30℃/h、恒温一般温度为60～85℃，时间为4～5h（可视胶凝材料确定）、降温一般没有严格要求，其速率与升温差不多，这四个养护阶段是必要的，不能省略任何一个阶段。

2. 预应力混凝土管桩的常见问题

2.1配合比问题

混凝土质量是否满足需求及强度标准、工作性和耐久性等，首要先决条件是混凝土配合比占有决定性因素。而混凝土的主要原材料有水泥、外加剂、砂、石、掺合物和水等，这也是混凝土质量把控的第一道关口，各种原材料质量好与坏，直接影响到混凝土的整个性能及成品质量的稳定性。比如：水泥的强度等级不得低于42.5，安定性要合格还与减水剂的相溶性要好，水泥的胶砂强度需要具有一定的富余系数；砂、石骨料：砂要采用洁净的天然砂或人工砂，细度模数要控制在2.3῀2.4各种指标要控制在规范区间，石的颗粒形状以接近圆开的多面体或方形最好，粒径不大于25mm且为连续级配料，其它指标也要满足设计要求。在生产实际中，一般碎石的级配不好，粒径偏大、针片状含量偏多，砂的石粉含量、或泥质含量偏高，这样就造成管柱内壁露石和混凝土体积膨胀对混凝土本身的破坏，为此必须要高度重视。

2.2生产过程中的问题

在预应力混凝土管桩和产过程中，布料工序是比较简单且最容易做到的，但往往在实际工作中也是最容易忽视的，所以就会出现这样或哪样的问题。第一，布料摆放得不均匀不平整，出现高低不平的峰状结构，导致离心效果不好，造成管壁厚薄不匀一现象，严重者管桩端头内部无混凝土的情况

预应力混凝土管桩生产时的离心工艺尤为关键，离心对混凝土性能有着直接的影响，是一个工艺过程，如何确定相关参数，必须通过试验和理论联系实际来确定。往往都以经验来确定，而忽略了试验数据求得的速度与时间相关的最佳值作为指导生产的意义。这样也造成管桩不合格的情况时有发生的原因。

2.3养护问题

预应力混凝土管桩在养护阶段是最后一道工序，成功与否就此一举，据相关资料了解，管理养护所消耗的能源巨大，占到管桩生产成本的80%以上，可见管桩生产养护的重要性。可是恰恰就被忽略了，水泥水化反应是放热反应，温度和压力发生改变（甚至微小的变化）都会影响水化物晶体结构的形成和“熟化”的程度，对混凝土强度也产生很大的影响。所以从静停—升温—恒温—降温四阶段不能以一贯经验去确定时间、温度。

三、加强预应力混凝土管桩质量控制的主要措施：

3.1加强前期配合比工作

配合比是混凝土质量的决定性主因，反之混凝土强度的好与坏也是由配合比所决定的。如何保证混凝土强度标准、工作性和耐久性等，就要从以下几方面着手，第一：原材料的选择（或确定），必须通过试验确定，确保各项指标满足规范和设计要求；第二：管桩混凝土水胶比小、塌落度也较低也要充分考虑；第三：离心系数的确定要通过试验确定；第四：以理论为指导，试验为基础，多次试配。只有全面的做到这些工作，才能保证混凝土配合比的合理性和经济性。

3.2加强过程中的质量控制

预应力混凝土管桩的过程质量控制主要从布料、离心速率与时间两大方面加强工作，首先对布料的质量要有保证，在布料的工序中要做到干净整洁、裁剪整齐、操作摆放均匀平整，才不会造成管桩成品端头出现蜂窝、空洞或一头厚一头薄和管桩内部未塞满混凝土料的现象。

预应力混凝土管桩在离心参数的选定是一个较为复杂的理论问题，工艺上必须坚持理论联系实际的原则，在求得速度与时间相关的最佳值，才可以确定实际工作时的离心速度快，离心速度快离心时间可短些，离心速度慢则离心心时间适当延长的控制。所以有效把控离心速度与离心时间也是对管桩质量的一个重要保障。

3.3加强标准养护控制

预应力混凝土管桩的养护是保证管桩强度的最后一道工序，只有加强了混凝土标准养护的各个阶段相应的控制措施，才能保障管桩的质量合格。因此要从以下几方面着手，第一：对水泥水化、凝结和硬化要充分理解；第二：温度和压力的改变会对混凝土强度产生变化，要有正确的认识；第三：要做到对常压蒸养“四阶段”的实施，不漏不少做；第四：对常压蒸养“四阶段”的速度与时间控制一定要正确，不可偷懒求快；第五：加强人工养护管理措施。只有做到这五点才能确保预应力混凝土管桩的养护质量，才能保证管桩的混凝土强度质量。

3.4加强技术人员培训

如何确保预应力混凝土管桩的整体质量，技术人员作为技术力量是重中之重，专业的技术人员在生产过程中如何充分开展工作，对管桩的生产具有积极的指导作用。首先，试验检测部门需要引进对预应力混凝土管桩持上岗证的专业人员，确保试验人员对混凝土各项检测的正确理解与掌握，并且保证对各种技术操作能有效运用；其次，确保其他各施工专业人员、技术操作人员的相对稳定性，专业知识的理解性与全面性，而且各专业人员自身的专业知识要得到提高；最后，要加强日常培训工作，学习归纳总结经验，同时应有针对性的进行考核考评且落实绩效，充分调动各专业技术人员的积极性、主动性，使工作质量和工作效率得到长期提高和发展。

2. .结束语

通过了解、理解预应力混凝土管桩生产过程的复杂性，质量保障措施的有效性，需要相关各工序、各阶段的共同协作，只有正确生产、规范操作才能保证生产质量。因此相关施工企业对此项工作要引以重视，并明确各要点，保证试验工作、专业人员的重要性，同时还需要针对工作中出现的问题进行深度分析，采取有效解决对策，以此来提升检测技术、专业技术的准确性和科学性，促进质量的提高与行业的长期可持续发展。

参考文献

1. 《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98

2. 《建筑地基处理技术规范》JCJ79-2002

3. 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4. 《配合比设计规程》JGJ55-2011

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