预应力混凝土管桩相关学习和探讨一、管桩基础知识1、什么叫混凝土？什么叫钢筋混凝土？ 由胶结材料水泥和水、砂、石、减水剂等按照一定比例配制，经搅拌、成型、养护、凝结、硬化而成的复合固体建筑材料，称为混凝土在混凝土中加入一定比例的钢筋所组成的混合物称为钢筋混凝土2、什么是预应力混凝土结构？预应力混凝土管桩可分为哪几种品种？ A、 预应力混凝土结构就是混凝土构件在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对混凝土结构施加预压应力构件承受外荷载后，此项预压应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力预应力能提高混凝土承受荷载时的抗拉能力，增加结构的刚度，防止或延迟裂缝的出现 B、依据国标GB13476-2009的规定：按照混凝土强度等级划分，可分为预应力混凝土管桩（代号PC）和预应力高强混凝土管桩（代号PHC）JC888规定：凡小于GB13476规定最小壁厚的先张法预应力混凝土管桩为预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC） 3、管桩按混凝土有效预应力值或管桩的抗弯性能可分为哪几种型号？管桩按抗裂弯矩和极限弯矩的大小分为A型、AB型、B型、C型 4、管桩应采用什么标号的水泥及其质量要求？ 生产预应力混凝土桩所采用的水泥的强度等级为：标号不低于42.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，其质量要求应分别符合GB175、GB1344的规定；禁止使用火山灰质硅酸盐水泥。
5、管桩应采用什么样的细骨料、粗骨料？ 细骨料：砂子 采用硬质洁净的天然中粗砂，细度模数为2.3~3.4之间，其质量应符合GB/T14684的规定粗骨料：石子应选择质地坚硬、级配良好表面粗糙的石灰岩、花岗岩、辉缘岩碎石，其粒径（PHC、PC）不大于25mm，对于PTC桩其最大粒径不大于20mm，且不超过钢筋净距的3/4，其质量应符合GB/14685的规定 6、管桩应采用什么样的外加剂？外加剂的质量应符合GB8076的规定，严禁使用氯盐类外加剂，宜优先采用适合与热养护的高效减水剂，外加剂不得对管桩产生有害影响，使用前必须进行试验验证 7、预应力主筋应采用什么钢材？螺旋筋宜采用什么钢材？ 预应力主筋应采用预应力混凝土用钢棒，其质量应分别符合GB/T5223.3-2005的规定，低松弛预应力螺旋槽钢筋螺旋筋应采用冷拔低碳钢丝、低碳钢热轧圆盘条，其质量应分别符合GB50204、GB/T701的规定 8、为什么在管桩两端2.0m长度范围内螺距加密? 桩在施打过程中桩头受到一个向外扩张的力，在桩头两端螺旋筋加密能增加桩头的包裹力，防止管桩在施打时应力集中把桩头打坏 9、管桩用预应力钢筋φ7.1、φ9.0、φ10.7其公称直径、基本直径、横截面积、每米重量是多少？φ7.1、φ9.0、φ10.7公称直径分别为7.1mm、9.0mm、10.7mm；其基本直径分别为：7.25mm、9.15mm、11.1mm；其横截面积分别为：40.0mm2、64mm2、90 mm2；每米重量分别为：0.314kg/m、0.502kg/m、0.707kg/m。
10、简述管桩产品的基本特点？ 适应面广；规格齐全；强度高；抗裂、抗弯性能好；质量稳定；性能可靠；成桩质量可靠性高；运输吊装方便；施工现场简单；不污染环境、符合环保要求；经济效益好 11、管桩的管节标记表示方式？ 例：外径500mm，壁厚100mm，长度12m的A型预应力高强混凝土管桩的标记为（标记于距端头1.0~1.5m处的管外表面）：PHC 500 A 100-12 GB13476，12、预应力筋的最小配筋率是多少？其根数不得少于多少？ 最小配筋率不低于0.4%，并不得少于六根 13、预应力主筋净保护层厚度不得小于多少？ PHC、PC桩的主筋净保护层厚度不得少于25mm；而PTC桩的主筋净保护层厚度不得少于 20mm 14、管桩场地堆放及运输应注意哪些事项？ ①管桩混凝土强度达到设计强度后才能出厂；②管桩吊运应轻吊轻放，严防碰撞； ③管桩堆放、吊运支点为两头分别距桩头0.21L，起吊时，绳索与桩的夹角≥45度；④施打前管桩吊点位置绳索吊起一头离桩头0.21L ⑤堆放场地应平整坚实 ⑥管桩应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放 ⑦当场地条件许可时，宜单层堆放；叠层堆放时，外径为500~600mm的管桩不宜超过7层，外径为400~450mm的管桩不宜超过8层。
外径为300~350mm的管桩不宜超过9层 ⑧叠层堆放管桩时，应在垂直于管桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端0.21倍桩长处；底层最外缘的管桩应在垫木处用木楔塞紧以防滚动 ⑨垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得用有棱角的金属构件替代 管桩的运输：无论是汽车运输还是铁路运输或船运，均应该将管桩一根挤一根平行放置，一层叠一层错位放置，小直径桩、短桩放上层，一堆成一个整体汽车运输更要注意要用长挂车，桩的悬臂不超过1.5m 15、施工时，管节焊接前应注意哪些事项？ ①当管桩需要接长时，其入土部分桩段宜高出地面0.5~1.0m ②下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm ③管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽 ④焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4~6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行 ⑤焊接层数不得少于二层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层；焊缝应饱满连续 ⑥焊好的桩接头应自然冷却后才可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8分钟；严禁用水冷却或焊好即打二、管桩生产工艺1、管桩生产的工艺流程： 螺旋筋冷拔—预应力筋下料→骨架滚焊→端头板加工→套箍板的制作→桩套箍的焊接→砂石备料→减水剂及水泥、水、掺和料准备→砼配料（送料）→砼布料（含合模）→预应力张拉→离心成型→常压养护→脱模、清模、装模 →质检、标记印刷→压蒸养护→成品堆放2、混凝土配料时，原料所允许的误差、投料顺序及搅拌时间的控制。
①根椐混凝土配料表，用电子称计量原材料； 原料称重允许误差： 砂石为±2%；水泥、掺和料、水为±1%；减水剂为±0.5% ②搅拌机搅拌时间的投料顺序： 启动搅拌机后，投料顺序：砂--水泥--水--石子、减水剂（同时） ③搅拌均匀就可以出料（总时间控制在2分钟内） 3、混凝土搅拌好后，给管模布料时要注意的事项： ①布料顺序： 先中间—后两端—再中间 ②布料要求： 布料应基本要均匀，头尾略多一些；平车上的混凝土应全部铲入模内 4、布料完成后，合模时要注意的事项： ①两侧的模边需清理干净，不能留有混凝土料； ②上、下模要对齐； ③合模螺栓要打紧 5、张拉过程的控制： ①要保证张拉机的张拉头对准管模中心，与管模上的张拉丝杆间不能有夹角；②张拉时要控制给油速度，保持平稳，并且应断续进行，至少停顿3次，并要有足够时间使得应力得到传递，不能一次拉到位； ③张拉时必须严格按工艺表上要求的张拉值张拉，既不能高也不能低 ④预应力钢筋张拉应力的控制： 张拉时控制应力为：бcon＝0.70fptk（fptk为预应力强度标准值），当管桩制作中预应力钢筋需超张拉，可比设计要求提高3%，并应符合GB50204的规定。
6、离心过程的控制： ①离心过程：分为低速—低中速—中速——高速5 个过程； ②高速离心时，管模跳动大应降速，但要适当增加高速离心时间；料太干时应增加低速离心时间；③离心结束后，速度必须降至800转以下时才能进行刹车 ④离心分阶段进行的原因 离心成型对于制造预应力混凝土管桩来说是一个十分重要的序，它会影响管桩混凝土强度和沿整根管桩长度上的混凝土均匀性低速、低中速阶段的作用主要是在离心力的作用下，使投入管模内的混凝土均匀分布；高速阶段的主要作用是在离心力的作用下，使混凝土混和物更加密实； 中速起着承上启下的过渡作用，同时能使混合物中固相颗粒分布更均匀更稳定的位置 7、管桩常温养护过程的控制： ①常温养护分为四个阶段：静停、升温、恒温、降温； ②升温速度不能过快，一般控制在35℃/h;③管模放置时尽量做到：上大下小，下长上短 8、管桩脱模时的要求：①放张顺序：尾板—边螺丝—档板—头板； ②拆尾板螺栓时，必须对称交错拆卸； ③起吊上模和管桩时，不得强行起吊，要轻吊轻放 9、管模清理的要求： ①管模拆开后，必须将模边止口的杂物清除干净，并刷一层薄薄的柴油； ②模底要清扫干净，并均匀地喷上一层脱模剂，不能有脱模剂聚集现象； ③上模也要清理干净，并均匀地喷上一层脱模剂； ④头、尾板上的水泥块要清干净，刷一层薄柴油； ⑤管模上的合模螺栓及张拉螺栓须上机油。
10、装模要求： ①笼筋入模时，要轻吊、轻放，以防笼筋松散； ②装张拉螺栓时，要先将张拉螺栓涂上机油，然后用手拧进端板几圈，再用风炮打紧；端板要紧贴头尾板，不能有缝隙 ③松散了的环筋要挷扎好，笼筋摆放要顺直； ④抱箍板要整好型； ⑤尾板、挡板要紧贴管模，并用锁紧螺母锁紧；11、螺旋筋冷拔： ①冷拔时，冷拔次数不得过少； 压缩量计算公式：d2=0．85～0．90d1 注：式中d1--为该次拔前钢丝直径 d2--为该次拔后钢丝直径②冷拔后的钢丝表面不得有裂纹，机械损伤； 12、预应力钢棒下料、镦头： ①钢筋下料长度的误差值：长度≤15m时不得大于1.5mm，长度＞15m时不得大于2mm； ②钢筋端面应平整，不得有飞边、毛刺； ③不同厂家、不同级别的钢筋不能混用； ④大量镦头前应先试镦，当镦头的外形圆整，不歪斜，不开裂时，才正式镦头； 13、滚焊的要求： ①镦好头的主筋滚焊前应进行编组，同一条管桩的主筋长度相对误差值不大于1.5或2.0mm②焊接时电流大小要控制好，既要保证焊接强度，但又不宜过烧，破坏主筋的抗拉强度;③钢筋骨架成型后，各部分尺寸应符合以下要求： 主筋：间距偏差不得超过+5㎜； 螺旋筋间距：中间部分为80㎜，两端加密为45㎜，间距偏差不得超过+5㎜； 箍筋加密区长度：2000㎜。
④最后一圈螺旋筋距主筋端头4～5㎜； 14、蒸压养护过程分为哪几个阶段： ①分为四个阶段：升压阶段--恒压阶段--降压阶段--降温阶段； ②要严格控制升温及降温的速度 三、管桩常见的质量问题及原因分析 1、混凝土抗压强度达不到规定指标： ①过分考虑节约水泥，节约减水剂； ②碎石质量差、或质量波动大； ③混凝土搅拌质量差； ④减水剂质量差； ⑤养护制度不合理，放张脱模强度低，蒸压养护时恒温温度偏低或时间偏短； ⑥实验人员试块质量不行、操作不规范；三个试体本身离散性大 针对以上情况，改进方法是提高实验人员和管理人员的技术素质，改造搅拌楼及上料、称量系统，同时还要改善养护制度 2、端头板倾斜： ①钢筋定长切断不准、使镦头后受拉钢筋长度不一致； ②对于用以拉头中心丝杆为张拉杆中心的工艺，丝杆容易偏斜，或丝杆与拉头本身平面不垂直所致； 3、桩头丝孔蜂窝或桩头混凝土做空： 混凝土混合比不适当；或混凝土混合物太干硬，都是造成混凝土和易性不良的直接原因混凝土混合物和易性还可以，但是浇注时不均匀，特别是桩头缺料、填塞不能饱满，以及离心制度不当是造成端面蜂窝和桩头做空的外部原因，造成丝孔蜂窝的另一个原因则是螺钉未拧紧，引起水泥浆流出。
蜂窝和桩头做空均能削弱桩头的坚固性，在锤击法施工中很容易将桩头打烂 4、桩身弯曲： ①钢筋定长切断不准，使主筋受力。