預(yù)應(yīng)力混凝土波浪樁的耐久性研究

閆麗萍

摘 要：波浪樁是一種新型的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，主要適用于水利、市政、工業(yè)與民用建筑、港口、鐵路、公路、橋梁等領(lǐng)域的邊坡或護岸等支護擋土，它在預(yù)制樁的基礎(chǔ)上施加了預(yù)應(yīng)力，并且混凝土采用防腐混凝土，本文結(jié)合國家條文政策、規(guī)范圖集、國內(nèi)外預(yù)制樁的研究及應(yīng)用情況分析了波浪樁的防腐、抗?jié)B、抗凍等耐久性能。

關(guān)鍵詞：波浪樁;防腐;抗?jié)B;抗凍;耐久性

1 引言

2013年1月，國務(wù)院頒布《綠色建筑行動方案》[1]，要求圍繞綠色建造、綠色施工、綠色建筑推動我國建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。2016年9月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》[2]。2018年2月，山東省組織實施好《山東省新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程實施規(guī)劃》[3]等等，新形勢下建筑必須轉(zhuǎn)型升級。波浪樁采用工廠化預(yù)制，采用成熟的管樁生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，離心成型、高溫養(yǎng)護成樁，預(yù)制率100%，模具利用率高，綠色節(jié)能性好。

美國裝配式住宅盛行于20世紀70年代。德國是世界上建筑能耗降低幅度最快的國家，近幾年更是提出發(fā)展零能耗的被動式建筑。日本于1968年就提出了裝配式住宅的概念等，可見國外國家對裝配式建筑的重視。

2001年，浙江大學(xué)王仕方在《預(yù)制樁的可打性分析》[4]中對預(yù)制樁的可打性進行了系統(tǒng)和深入的研究，同年，華南理工大學(xué)聯(lián)合廣東省建筑科學(xué)研究院對預(yù)制樁的豎向承載性能進行了計算研究，2002年，金興平在《預(yù)應(yīng)力管樁承載力性狀的研究》[5]中回顧了預(yù)制管樁的發(fā)展過程及其分類。2010年，上海興南混凝土有限公司從新思路、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工法等方面闡述了預(yù)制樁可持續(xù)發(fā)展之路，2017年，中船第九設(shè)計研究院工程有限公司分析了預(yù)制樁在巖石地基中的應(yīng)用等等。

2017年預(yù)制混凝土樁行業(yè)迎來了一輪產(chǎn)銷兩旺的行情，全行業(yè)在產(chǎn)企業(yè)約400余家，預(yù)制混凝土樁（離心工藝）產(chǎn)量約2.4億米左右，年產(chǎn)量再創(chuàng)歷史高位。在國家倡導(dǎo)綠色發(fā)展的背景下，綠色制造、清潔能源已成為各行各業(yè)的共識，因此預(yù)制樁的用量將會繼續(xù)持續(xù)增長，而且隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略進一步實施，預(yù)制樁行業(yè)走出去的步伐將加快。

波浪樁是一種新型的預(yù)制護岸結(jié)構(gòu)，它在預(yù)制樁的基礎(chǔ)上施加了預(yù)應(yīng)力，當前研究領(lǐng)域?qū)Σɡ藰兜难芯繋缀蹩瞻?，那波浪樁在耐久性能方面如何？本文將會通過施工案例分析，對波浪樁的防腐、抗?jié)B、抗凍等耐久性能進行研究，讓波浪樁的推廣應(yīng)用更具指導(dǎo)意義。

2 波浪樁的耐久性能

波浪樁主要用于支護結(jié)構(gòu)體系中，尤其是河岸工程中，環(huán)境相對惡劣，本文試驗研究基于波浪樁的實際工程項目，施工現(xiàn)場分階段多次取樣分析波浪樁在防腐、抗?jié)B、抗凍等方面的耐久性能。

2.1波浪樁的防腐性能

通過實地調(diào)查，東豬龍河波浪樁項目及小河流濕地補水項目全部采用了波浪樁，項目正在建造中，施工現(xiàn)場分階段多次取樣分析波浪樁的防腐性能，試驗結(jié)果證明：波浪樁中添加防腐劑不僅能增加混凝土拌合物流動性，改善保水性和粘聚性，提高其工作性能，同時還可以改善水泥砂漿的毛細孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的力學(xué)性能及防腐性能。

2.2波浪樁的抗?jié)B性能

現(xiàn)場取樣立方體試塊進行抗?jié)B性能試驗，采用常溫養(yǎng)護，試驗方法同室內(nèi)配比試驗，然后現(xiàn)場取芯試塊進行抗?jié)B性能試驗，當試樁齡期分別為21天和90天時，采用鉆機各取3處波浪樁，試驗結(jié)果證明：預(yù)應(yīng)力混凝土波浪樁的抗?jié)B等級高于其他支護構(gòu)件至少2級。

2.3 波浪樁的抗凍性能

管樁、PHC管樁是目前河道、碼頭工程中使用較多的樁型，在抗凍要求較高的北方地區(qū)，預(yù)應(yīng)力混凝土波浪樁的使用還沒有被廣泛的應(yīng)用，本文通過對多個波浪樁的抗凍試驗證明：強度等級高于C60的波浪樁抗凍等級均能達到F350以上，混凝土預(yù)制樁的抗凍性必須對原材料、配合比、生產(chǎn)工藝特別是養(yǎng)護制度等全過程控制，針對有抗凍性要求的北方工程，要根據(jù)抗凍試驗確定抗凍等級控制波浪樁的抗凍性。

3 結(jié)論

通過對預(yù)應(yīng)力混凝土波浪樁進行耐久性能試驗，分析了其防腐、抗?jié)B、抗凍等性能，得到以下幾個基本結(jié)論：

（1）正常使用狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力混凝土波浪樁的抗?jié)B等級高于其他支護構(gòu)件至少 2級;（2）波浪樁的防腐性能很好，試驗中取的樁構(gòu)件均沒有出現(xiàn)嚴重的腐蝕問題;（3）強度等級高于C60的波浪樁抗凍等級均能達到F350以上，混凝土預(yù)制樁 的抗凍性必須對原材料、配合比、生產(chǎn)工藝特別是養(yǎng)護制度等全過程控制，針對有抗凍性要求的北方工程，要根據(jù)抗凍試驗確定抗凍等級控制波浪樁的抗凍性。

參考文獻

[1]《綠色建筑行動方案》，國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部，2013年1月;

[2]《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，國務(wù)院辦公廳，2016年9月;

[3]《山東省新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程實施規(guī)劃》，山東省人民政府，2018年2月;

[4]《預(yù)制樁的可打性分析》，浙江大學(xué)碩士論文，王仕方，2001年6月;

[5]《預(yù)制樁在巖土地基中的應(yīng)用》，顧列平，2017年1月;

基金項目：

自然科學(xué)項目，編號2018zzzr07