管桩竖向裂纹的产生原因可能包括以下几个方面:
1. 地下水位与冻胀作用:在地势相对较低、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冻害,是竖向裂纹产生的一个重要原因。
2. 施工过程中的应力与变形:在水运工程等软基基础深度大、分布范围广的地区,沉桩过程中由于各种因素引起的局部压应力、拉应力较大,易导致管桩结构局部区段出现裂纹。特别是当锤击能量加大、锤击次数增多时,压应力和拉应力的交替出现会损坏桩管,产生横向裂缝。
3. 管桩质量与制作问题:管桩的质量问题,如脱模强度低、配筋不够、脱模时吊挂位置不正等,都可能导致环裂或纵裂。制作桩时若水泥强度等级不符合要求、砂、石含泥量大或养护碳化期不足,也可能导致桩身局部强度偏低,进而产生裂纹。
4. 吊装与运输过程中的损伤:管桩在吊装、运输、堆放过程中,若操作不符合要求或吊点选择不当,可能导致桩身受损。特别是在吊桩或运输过程中发生碰撞,易造成裂纹。
5. 地质条件与障碍物:沉桩过程中遇到地下大块坚硬障碍物时,会使桩尖被挤向一侧,导致桩身产生弯曲或裂纹。地质条件如软土厚度、土层性质等也会影响沉桩过程,进而可能导致裂纹的产生。
管桩竖向裂纹的产生是多方面因素共同作用的结果,需要从地质条件、施工质量、管桩制作与运输等多个环节进行综合考虑和防范。