1前言隨著預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，如港口、碼頭、地下水中侵蝕性介質(zhì)濃度較高地區(qū)等，其耐久性的問題顯得越來越突出。設(shè)計(jì)文件中提出的管樁基礎(chǔ)使用壽命多為50～100a，但是很少提出如何保證達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命的技術(shù)措施。在管樁的設(shè)計(jì)、施工過程中，有關(guān)耐久性的問題目前也并未足夠考慮。工程調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多使用了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的工程，尤其是海港等處于腐蝕性環(huán)境中的工程，管樁的耐久性問題非常突出，有些碼頭在投入使用不到20a就出現(xiàn)了大面積的管樁損壞，有的則需要維修。最新施行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2010)在原規(guī)范有關(guān)耐久性規(guī)定較少的基礎(chǔ)上，專門提出了耐久性設(shè)計(jì)的要求，可見混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題已弓1起廣泛重視。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是混凝土結(jié)構(gòu)中較易產(chǎn)生耐久性問題的結(jié)構(gòu)，且其耐久性問題也越來越突出。

2研究現(xiàn)狀我國對(duì)鋼筋混凝土耐久性問題始于2O世紀(jì)6O年代初南京水利科學(xué)研究院的鋼筋銹蝕研究，從2O世紀(jì)80年代起日益引起重視。中國建筑科學(xué)研究院、山東建研所等根據(jù)試驗(yàn)分別提出了鋼筋銹蝕時(shí)間計(jì)算模型；金偉良等對(duì)鋼筋銹蝕問題進(jìn)行了研究；肖從真，劉西拉提出以縱向開裂結(jié)構(gòu)截面損失率達(dá)5％作為壽命終點(diǎn)；陳新華等對(duì)海濱環(huán)境下的預(yù)制方樁耐久性進(jìn)行了初步的研究等等。現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞機(jī)理研究比較多，尤其是對(duì)混凝土碳化中性化腐蝕及氯離子侵蝕耐久性破壞研究較為深入，但研究大多集中在單一影響因素，很少涉及多因素影響下的耐久性問題，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的耐久性仍缺少系統(tǒng)的研究。3影響因素預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的耐久性狀態(tài)是一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的動(dòng)態(tài)的漸變過程，其影響因素很多，經(jīng)過分析研究，結(jié)合工程實(shí)際現(xiàn)象，大體可歸納為環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)荷載因素、材料因素、設(shè)計(jì)和施工因素等，其中侵蝕性環(huán)境是導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土管樁結(jié)構(gòu)耐久性失效的直接因素。3．1環(huán)境因素環(huán)境因素包括大氣環(huán)境(二氧化碳、水汽、腐蝕氣體等)、海洋環(huán)境(氯離子、硫酸根離子等)、土壤環(huán)境(有害離子、微生物、水等)和工業(yè)環(huán)境(工業(yè)廢渣廢水、水汽等)，環(huán)境因素的影響主要包括氯離子、硫酸根離子等的腐蝕作用、二氧化碳的碳化作用、凍融破壞和侵蝕性介質(zhì)破壞等。氯離子可與混凝土中的某些固相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成易溶的氯化鈣和帶有大量結(jié)晶水、比反應(yīng)物體積大幾倍的固相化合物，造成混凝土的膨脹破壞，同時(shí)，氯離子還會(huì)破壞鋼筋鈍化膜，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。硫酸根離子可與混凝土內(nèi)部水泥石的某些固相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成一些難溶的鹽類礦物，這些難溶的鹽類礦物由于吸收了大量的水分子而產(chǎn)生體積膨脹，形成膨脹內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)膨脹內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致混凝土的開裂破壞。碳化作用是指空氣中的二氧化碳通過混凝土的孔隙溶解于其毛細(xì)孔中的液相，并與水泥水化產(chǎn)生的堿性物質(zhì)反應(yīng)，生成中性的碳酸鈣，使混凝土的堿度降低，在一定環(huán)境下導(dǎo)致鋼筋混凝土脫鈍生銹。混凝土水化結(jié)硬后，內(nèi)有很多毛細(xì)孔，低溫時(shí)，滯留在毛細(xì)孔中多余的水分因結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)

土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要分為： 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅寬、厚度規(guī)格齊全。2.具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能及優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能。3.優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能。4.具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命。5.使用于垃圾填埋場、尾礦儲(chǔ)存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。

破壞，高溫時(shí)融化，反復(fù)多次，就會(huì)使混凝土的損傷累積達(dá)到一定程度而引起結(jié)構(gòu)破壞，即凍融破壞。3．2結(jié)構(gòu)荷載因素結(jié)構(gòu)荷載因素主要包括施工荷載因素和使用荷載因素。施工荷載因素指施工過程荷載對(duì)管樁耐久性的影響，如不同施工方法成樁過程對(duì)管樁造成的損傷等。使用荷載因素指使用過程荷載或荷載的變化對(duì)管樁耐久性的影響，如低周反復(fù)荷載等。3．3材料因素材料因素包括水泥品種、骨料與級(jí)配、水灰比、外摻劑、混凝土保護(hù)劑等，產(chǎn)生的影響包括管樁質(zhì)量問題、管樁抗腐蝕性能、堿一骨料反應(yīng)等。堿一骨料反應(yīng)是指混凝土中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起混凝土內(nèi)部膨脹，導(dǎo)致混凝土剝落、開裂，甚至破壞的現(xiàn)象。3．4其他因素其他因素包括設(shè)計(jì)因素、施工因素等。設(shè)計(jì)因素主要包括工程設(shè)計(jì)的耐久性標(biāo)準(zhǔn)過低、設(shè)計(jì)時(shí)環(huán)境作用的耐久性問題沒有得到重視、鋼筋保護(hù)層過薄、混凝土等級(jí)過低等問題。施工因素主要包括施工進(jìn)度的不適當(dāng)追求、偷工減料、未按設(shè)計(jì)要求施工、施工技術(shù)水平等問題。4沉樁機(jī)理沉樁方式有錘擊型和靜壓型兩種方式。但是錘擊型有振動(dòng)大、噪音大等不利因素。靜壓型被廣泛應(yīng)用。4．1靜壓壓樁機(jī)理靜壓沉樁過程中，樁在施工壓力作用下克服樁側(cè)阻力，樁尖將土體沖剪破壞并向四周擠壓。樁端土為黏土層時(shí)，黏土經(jīng)擠壓重塑并產(chǎn)生超靜水壓力，超靜水壓力擾動(dòng)了土體結(jié)構(gòu)，降低土體抗剪強(qiáng)度，減少了樁側(cè)摩擦力及樁端阻力，沉樁貫入度較大；樁端土為砂土層時(shí)，由于砂土顆粒、孔隙比均較大、透水性較強(qiáng)，加之施加于樁側(cè)土體的荷載非振動(dòng)荷載，樁側(cè)土不會(huì)形成重塑區(qū)，也不會(huì)產(chǎn)生超靜水壓力，沉樁過程中砂土被擠密，提高了砂土的抗剪強(qiáng)度，使樁端阻力驟升，施工貫入度較小：因沉樁過程中樁土間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，樁側(cè)土施加給樁側(cè)的阻力為動(dòng)摩擦力，顯然，動(dòng)摩擦力小于靜止摩擦力。樁施工完畢，隨著時(shí)間的推移，樁側(cè)黏土超靜水壓力逐漸消散，土體重新固結(jié)，抗剪強(qiáng)度及樁側(cè)阻力逐漸恢復(fù)并有所提高；樁施工完成后，樁側(cè)被擠密的砂土顆粒結(jié)構(gòu)重組，逐漸恢復(fù)到施工前的狀態(tài)，孔隙比增大，砂土的抗剪強(qiáng)度降低，使砂土自重應(yīng)力產(chǎn)生的側(cè)壓力和沉樁過程中產(chǎn)生的擠壓力均減小，導(dǎo)致樁側(cè)阻力降低。4．2靜壓沉樁的終壓控制原則及方法靜壓沉樁的終壓標(biāo)準(zhǔn)不能一律以終壓力不小于單樁的豎向抗壓極限承載力控制。靜力壓樁的靜壓力應(yīng)根據(jù)場地地質(zhì)條件、樁型、設(shè)計(jì)采用的單樁豎向抗壓極限承載力、樁的布置等綜合考慮。(1)靜壓沉樁的終壓控制原則：①對(duì)端承摩擦樁，以樁長控制為主，終壓力控制為輔；②對(duì)摩擦端承樁，在樁端進(jìn)入持力層后，以終壓力控制。(2)靜壓沉樁的終壓控制方法：①對(duì)樁周土質(zhì)較差而承載力較高的樁、樁端位于砂質(zhì)土層及遇水易軟化的土層的樁，沉樁到位后應(yīng)間隔一定時(shí)間復(fù)壓2～3遍。復(fù)壓過程中，油壓表讀數(shù)穩(wěn)定或上升可終壓，否則，應(yīng)繼續(xù)壓樁。②砂土地基中終壓力不應(yīng)小于樁的豎向抗壓極限承載力。因砂土地基中不可預(yù)測的因素較多，靜壓沉樁的終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)試壓樁及承載力檢驗(yàn)后確定。③飽和黏土層中終壓力可取樁的豎向抗壓極限承載力，靜壓沉樁的終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)試壓樁及承載力檢驗(yàn)后確定。4．3樁身完整性檢測樁身完整與否，直接影響到樁的承載力及耐久性。樁身完整性檢測以低應(yīng)變法為主。因管樁是空心構(gòu)造，這樣就給樁身完整性檢測提供了一個(gè)天然的檢測通道，并可根據(jù)樁內(nèi)壁混凝土光滑程度以及滲水痕跡，判斷內(nèi)壁混凝土的完整性、樁身裂縫位置、接頭質(zhì)量等。對(duì)于直徑較大、樁較短的管樁，在沉樁后或一段時(shí)間內(nèi)即可采用燈光照亮管樁內(nèi)壁進(jìn)行目測檢測；對(duì)直徑較小或樁較長的管樁，可利用孔內(nèi)攝像儀進(jìn)行檢測。燈光照亮管樁內(nèi)壁或孔內(nèi)攝像儀進(jìn)行檢測比較適用于管樁端位于地面以上或送樁一定深度、地下水位位于樁端以下及送樁孔的孔壁土體穩(wěn)定等情況。采用孔內(nèi)檢查，必須設(shè)置封閉樁尖。孔內(nèi)壁燈光或攝像檢查只是對(duì)樁身完整性的宏觀的檢查，沉樁后還應(yīng)采用低應(yīng)變法結(jié)合孔內(nèi)檢查情況進(jìn)行抽查。按以上步驟實(shí)施，樁身完蟄眭就能得到很好的保障。5結(jié)束語隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過分析預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的影響因素，對(duì)每種因素采取合理的措施，結(jié)合適宜的沉樁工藝。來保證工程質(zhì)量的耐久性及安全性。實(shí)際應(yīng)用過程中只有不斷積累經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)及施工工藝，揚(yáng)長避短，才能做到技術(shù)先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量。