管桩竖向裂缝的产生原因主要包括以下几点:
1. 地下水位与冻胀影响:在地势较低、地下水位较高的区域,桩内易积水。冬季温度下降时,水凝结成冰,体积膨胀,产生数千倍于混凝土抗拉强度的应力,导致桩基混凝土开裂。这种冻胀作用会加剧裂缝的形成。
2. 施工过程中的机械作用:沉桩过程中,当需要穿过较硬的土层时,锤击能量加大,锤击次数增多。锤击产生的压应力和拉应力交替出现,拉应力过大时易产生横向裂缝,甚至导致桩身断裂。稳桩时桩不垂直、多节桩施工接桩不在同一轴线上、钻孔垂直度偏差过大等情况也可能导致桩身产生弯曲或裂缝。
3. 材料与制作问题:制作桩时,若水泥强度等级不符合要求、砂、石含泥量大或规格不准,可能导致桩身局部强度偏低。养护碳化期不足也会影响桩的正常施工和使用。桩在起吊、运输、堆放过程中若操作不当,也可能导致桩身受损。
4. 地质与障碍物影响:地质勘探模糊不清、地层软硬变化或含有坚硬障碍物时,在锤击或静压作用下可能把桩尖挤向一侧,导致桩身产生裂缝或断裂。桩端持力层岩面倾斜也可能使桩尖在受压情况下产生侧滑而断裂。
管桩竖向裂缝的产生是多方面因素共同作用的结果,包括地下水位与冻胀影响、施工过程中的机械作用、材料与制作问题以及地质与障碍物影响等。在实际工程中,应综合考虑这些因素,采取相应的预防措施和治理方法,以确保管桩的质量和安全性。