建筑產(chǎn)品論文精選(九篇)

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第1篇：建筑產(chǎn)品論文范文

關(guān)鍵詞：錘擊法 受力分析地質(zhì)條件施工控制管樁質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一．前言

管樁在我國(guó)有二十多年發(fā)展歷程，管樁行業(yè)得到迅速的發(fā)展，產(chǎn)品年產(chǎn)量也不斷的提高，現(xiàn)在全國(guó)生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力管樁企業(yè)近500家，全國(guó)管樁產(chǎn)量約3億米。目前，預(yù)應(yīng)力管樁正在從沿海向內(nèi)陸發(fā)展，相信在不久的將來(lái)，管樁會(huì)在全國(guó)地質(zhì)條件允許的各大中城市普遍推行。但是，我們面對(duì)的管樁施工（尤其錘擊法）中破損問(wèn)題，以3億米年產(chǎn)量，破損率0.2%算，每年造成管樁破損報(bào)廢約60萬(wàn)米，經(jīng)濟(jì)損失約6千萬(wàn)元。而隨著管樁生產(chǎn)工藝不斷成熟，生產(chǎn)質(zhì)量和施工質(zhì)量的提高，且國(guó)家和行業(yè)都制定了一系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，管樁破損得到了一定的控制。但是，實(shí)際工作情況與地質(zhì)條件千變?nèi)f化，某些因素或情況是規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有涉及到的，這就需要我們?cè)趯?shí)踐中探索和總結(jié)。本單位對(duì)管樁生產(chǎn)與施工進(jìn)行了近二十年質(zhì)量管理與跟蹤，現(xiàn)將錘擊法施工破損的情形及其原因做簡(jiǎn)要分析，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)專(zhuān)家提出指正。

二、管樁錘擊法施工受力分析

凡造成物體破壞的，都是因?yàn)槲矬w受力超過(guò)自身性能極限。管樁破損同樣是由于管樁在施工過(guò)程中，受到各種性質(zhì)的應(yīng)力超過(guò)樁本身的性能極限而造成。因此，分析管樁破損的原因，首先對(duì)管樁施工中的受力進(jìn)行分析。管樁錘擊法施工過(guò)程是動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，是功能守恒 的過(guò)程。油氣混合體爆炸后給錘以壓力，同時(shí)將錘頭提起，使它具有勢(shì)能，錘頭以自由落體方式由勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，沖擊樁帽產(chǎn)生的沖量經(jīng)墊層緩沖后沖擊樁的頂部，樁獲得能量克服巖土阻力而入土；這一錘擊能轉(zhuǎn)換結(jié)束后樁入土就停止，接著來(lái)第二、三錘……。勢(shì)能做的功就是打擊樁的合力乘以入土深度。

該樁在施工時(shí)，若樁錘剛性沖擊樁頭，則很容易造成樁頭混凝土破壞。因此，樁頭受到的沖擊力與墊層厚度有關(guān)，適當(dāng)厚度的墊層可延長(zhǎng)沖撞接觸時(shí)間，緩沖反彈，減小樁頭受到的沖擊力。因此，若樁錘剛性沖擊樁頭，則樁尖0.5-0.7L處的樁身混凝土很容易被拉斷。

三、管樁破損情形及其原因分析

根據(jù)以上的受力分析可知，管樁在錘擊法施工時(shí)，樁頭受到錘擊壓應(yīng)力，樁尖受到水平剪應(yīng)力和法向端阻力，樁身受到的軸向錘擊拉應(yīng)力、側(cè)阻力和彎矩。這些應(yīng)力是造成管樁施工破損的直接原因。在特定的地質(zhì)條件下，當(dāng)某個(gè)應(yīng)力或某些應(yīng)力的疊加超過(guò)管樁的力學(xué)性能極限時(shí)，管樁便在該處遭到破壞。因此，管樁破損是受力大于材料極限的結(jié)果，造成破損的因素主要是地質(zhì)條件、施工控制和管樁質(zhì)量三方面。管樁由于受到不同性質(zhì)的力而破損可能出現(xiàn)不同的情形，這些破損情形大致都體現(xiàn)在管樁的不同破損位置和破壞特征。現(xiàn)根據(jù)管樁的破損位置和破壞特征來(lái)分析其破損原因及其造成的因素：

1、樁頭出現(xiàn)縱向裂紋，混凝土破碎，保護(hù)層被劈裂。造成樁頭破碎的直接原因是錘擊壓力大于樁頭混凝土的抗壓能力，而導(dǎo)致破損原因的可能性有兩方面：一方面是錘擊壓應(yīng)力過(guò)大，在整支樁中，樁頭受到壓應(yīng)力最大，其錘擊壓應(yīng)力與樁錘沖程H、接觸時(shí)間、反彈速度和錘擊面積有關(guān)。沖程越高，錘擊應(yīng)力越大；錘墊材料彈性越好，厚度越大，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，錘擊應(yīng)力就越??；樁端地質(zhì)巖層越堅(jiān)硬，樁尖越難穿透，樁進(jìn)尺就越小，樁錘反彈速度越大，錘擊壓應(yīng)力越大；若樁身傾斜，樁端頭板與樁錘面不完全水平接觸，就出現(xiàn)偏打現(xiàn)象，導(dǎo)致樁頭局部壓應(yīng)力集中而增大。另一方面，樁頭混凝土強(qiáng)度偏低。管樁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到了樁頭的受力性能，已加密了螺旋筋以提高了混凝土的軸心抗壓能力，正常來(lái)說(shuō)樁頭混凝土的軸向抗壓能力比其他位置都大。但是，如果螺旋筋松散，間距偏大，或樁頭混凝土離心不密實(shí)，跑漿漏漿，出現(xiàn)縫窩，便降低樁頭混凝土的力學(xué)性能；或者由于樁套箍出現(xiàn)凹陷，造成樁頭混凝土受剪應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土受力性質(zhì)變化而保護(hù)層劈裂；或者樁頭受錘擊數(shù)過(guò)多（如錘擊數(shù)大于1500），在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫，而造成混凝土疲勞破壞。以上這些情況都有可能導(dǎo)致樁頭混凝土強(qiáng)度質(zhì)量降低而破碎。因此，造成樁頭破壞的因素有地質(zhì)條件，如樁頭進(jìn)入中風(fēng)化層、微風(fēng)化層或標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N大于100的強(qiáng)風(fēng)化層；施工控制不良，如墊層過(guò)薄、樁錘沖程偏大或樁身傾斜等；管樁質(zhì)量，如螺旋筋間距偏大，樁套箍凹陷、樁頭混凝土離心不密實(shí)，有縫窩和漏漿現(xiàn)象。

2、樁身中部出現(xiàn)橫向裂縫、樁體斷裂、變形、移位，混凝土破碎。根據(jù)上面的受力分析，樁身受到的外力主要是瞬間拉應(yīng)力和巖土層側(cè)阻力，端阻力對(duì)其的彎矩，樁身混凝土對(duì)錘擊壓應(yīng)力主要是起傳遞作用，其受到的壓應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比樁頭的壓應(yīng)力小，不至于導(dǎo)致混凝土首先單純受壓破壞。而樁身側(cè)阻力對(duì)阻礙管樁破損起著有利作用。瞬間拉應(yīng)力發(fā)生在離樁尖0.5～0.7L處，應(yīng)力值等于（0.25～0.33）δp，其大小與錘擊壓應(yīng)力成正比，受施工控制和地質(zhì)條件等因素影響。混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比例關(guān)系為材料的泊桑比，理論上和錘擊拉應(yīng)力與壓應(yīng)力的關(guān)系大概一樣。但是樁頭混凝土經(jīng)過(guò)加密的螺旋筋加固后，樁頭混凝土抗壓能力得到很大的提高，當(dāng)錘擊應(yīng)力到達(dá)一定的監(jiān)界狀態(tài)時(shí)，其產(chǎn)生的錘擊拉應(yīng)力可能將管樁拉斷，而樁頭混凝土尚未壓碎，因此，在正常施工與質(zhì)量條件下，應(yīng)是樁身先被拉斷而混凝土后被壓碎。端阻力對(duì)樁身的彎距是由于樁身彎曲引起，造成樁身彎曲的原因主要是地質(zhì)條件中存在較大坡度、土質(zhì)較密實(shí)而不能作為持力層的土層（如殘積土、砂層等），樁尖到達(dá)該層時(shí)便以一定的傾斜度進(jìn)入并穿透，使樁身彎曲但尚未破壞。當(dāng)樁尖接觸到堅(jiān)硬的巖面后彎矩突然變大，彎矩的大小與彎曲度，端阻力和彎曲長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)樁身受到的彎矩大于管樁的抗裂彎矩時(shí)，管樁就在樁身出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致被壓碎?？估瓘?qiáng)度和抗折強(qiáng)度是混凝土薄弱的力學(xué)性能，也是管樁破損的致命缺陷。不論管樁是拉斷或折斷，其在樁身均出現(xiàn)橫向裂縫，最終導(dǎo)致管樁水平破壞，斷面比較平整，混凝土碎塊較少，樁身移位。

3、樁尖滑移，樁尖混凝土受折斷裂，混凝土被壓碎。根據(jù)以上的力學(xué)分析，樁尖受到的壓應(yīng)力比樁頭受的壓應(yīng)力小得多。因此，在單節(jié)管樁質(zhì)量均勻的條件下，靠近樁尖混凝土一般不會(huì)由于單純的壓應(yīng)力而被壓碎，應(yīng)該是由于有橫向裂縫出現(xiàn)，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生缺陷而在裂縫位置破壞。而導(dǎo)致橫向裂縫出現(xiàn)的原因，是樁尖受水平應(yīng)力，由于水平應(yīng)力導(dǎo)致樁尖滑移，在樁尖附近混凝土產(chǎn)生彎矩，使混凝土在受拉區(qū)被拉斷。因此，樁尖受到水平應(yīng)力是樁尖破壞的直接原因，其影響因素主要是不良的地質(zhì)條件。正常情況下，樁尖一般不會(huì)受到水平應(yīng)力，當(dāng)作為持力層的巖面出現(xiàn)坡度時(shí)，樁尖到達(dá)巖面時(shí)，巖面便對(duì)樁尖產(chǎn)生水平應(yīng)力，若基巖上面的土層軟弱，對(duì)樁身的扶持很小而且坡度較大時(shí)，樁尖在水平力的作用下很容易沿著斜面滑移，使樁身跟著樁尖不斷地彎折，樁端阻力便對(duì)樁尖混凝土產(chǎn)生彎矩，當(dāng)彎矩大于管樁的開(kāi)裂彎矩時(shí)，管樁就出現(xiàn)橫向裂縫，根據(jù)破損公式可知，使用特定規(guī)格的管樁時(shí)，管樁彎折破壞的可能性與巖面坡度，巖層的力學(xué)性質(zhì)，樁身側(cè)阻力有關(guān)。因此，造成管樁樁尖破壞的因素主要是地質(zhì)條件的不良，如巖面的坡度較大，基巖上面土層較軟弱，有效樁長(zhǎng)較短等等。

四、小結(jié)

1、錘擊法施工時(shí)，管樁在不同位置所受到的力的性質(zhì)與大小不盡相同，同一位置在不同地質(zhì)條件下所受到的力的性質(zhì)與大小也可能不一樣。管樁破損是管樁受力超過(guò)自身性能極限的結(jié)果。

2、造成管樁破損的因素主要是地質(zhì)條件，施工控制和管樁質(zhì)量。管樁受不同力作用而破壞，體現(xiàn)在不同的位置上，同時(shí)也是由于某種主導(dǎo)因素的影響而造成。因此，管樁破壞受力性質(zhì)、破壞位置與破壞因素三者之間存在一定的聯(lián)系。

參考資料：

1、《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-22-2008