沖海積平原樁基聲測管施工質(zhì)量分析及控制措施

□ 吳鋼偉 沈 煒

隨著高速路網(wǎng)的不斷擴(kuò)張和加密，沿海地區(qū)橋梁的跨徑和承載能力不斷提升，同時(shí)，橋梁樁基的樁徑也不斷加大，樁長不斷加長。樁基的聲波檢測作為樁基完整性檢測的成熟手段，已得到廣泛應(yīng)用。位置準(zhǔn)確且完整暢通的聲測管是確保樁基聲波檢測的必要條件。結(jié)合杭州灣跨海大橋杭甬高速連接線項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)橋梁樁基的聲測管施工質(zhì)量進(jìn)行分析和研究，為沿海灘涂地區(qū)的橋梁長樁施工提供參考。

1 工程背景

杭州灣跨海大橋杭甬高速連接線公路工程第2合同段項(xiàng)目位于寧波余姚市，地處陽明街道、朗霞街道，利用蘭曹大道中央分隔帶敷設(shè)高架橋，下部結(jié)構(gòu)采用外擴(kuò)花瓶墩和群樁基礎(chǔ)。全線地貌形態(tài)類型為沖海積平原，樁基采用摩擦樁設(shè)計(jì)，樁長80m。

2 工作前檢測準(zhǔn)備

一是關(guān)于整體工程的受檢樁相關(guān)的材料應(yīng)用和實(shí)際的施工技術(shù)都要進(jìn)行監(jiān)督記錄。其中包括受檢樁的類型、尺寸設(shè)計(jì)的參數(shù)以及在施工過程中有無出現(xiàn)非正常情況的記錄。

二是要實(shí)時(shí)檢查待檢測系統(tǒng)的工作情況，對(duì)系統(tǒng)延遲時(shí)間進(jìn)行有效的監(jiān)督，確保聲測管的檢測修正值實(shí)時(shí)有效。

三是要將伸出樁頂?shù)穆暅y管切割到同一標(biāo)高，保證各個(gè)檢測點(diǎn)的標(biāo)高位于相同基準(zhǔn)上。

四是要將聲測管內(nèi)注滿清水，并且封口以備后續(xù)檢查。

五是要保證待檢測的聲測管的有效暢通，不會(huì)出現(xiàn)被換能器電纜拉斷或卡住的現(xiàn)象，以免在檢測當(dāng)中造成損失。同時(shí)，聲測管的檢查可采用長度350mm～400mm、直徑為22mm的鋼筋，在操作過程中多次重復(fù)檢查，保證結(jié)果記錄的準(zhǔn)確性。

3 聲測管損傷主要原因

項(xiàng)目共有樁基2184根，為了提高成樁效率，樁基普遍采用旋挖鉆成孔，水下混凝土灌注。所有樁基均采用超聲波檢測完整性，其中樁徑1.5m及以下的樁基按正三角布置3根聲測管，樁徑1.5m以上的樁基按正方形布置4根聲測管。

隨著樁基混凝土陸續(xù)達(dá)到聲測齡期，部分樁基的聲測管堵管情況開始顯現(xiàn)，超聲波檢測探頭無法下放到樁底，給樁基檢測帶來較大困難。其中，絕大部分均為一根聲測管堵管。經(jīng)過工作人員不斷的分析研究和實(shí)踐，總結(jié)造成聲測管損傷的原因如下：

3.1 聲測管材質(zhì)薄弱

聲測管材質(zhì)為Q195焊管。設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定，70m≤樁長L＜90m，采用Ф54mm管徑，厚度2.5mm。在實(shí)際施工過程中，存在進(jìn)場材料把控不嚴(yán)的問題，造成厚度不合格的產(chǎn)品被用于工程中。厚度不足的聲測管在施工過程中，因無法抵抗樁基混凝土壓力而發(fā)生管體變形，導(dǎo)致聲測探頭無法通過管內(nèi)空間。

3.2 聲測管對(duì)接不嚴(yán)密

聲測管的接頭主要有螺旋式、鉗壓式、套筒式和承插式4種形式。考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，項(xiàng)目聲測管采用鉗壓式連接接頭。聲測管的接頭連接在樁基鋼筋籠下放過程實(shí)施。一節(jié)鋼筋籠長9m，鋼筋接頭在滾焊機(jī)上準(zhǔn)確定位，在現(xiàn)場通過套筒對(duì)應(yīng)連接。但聲測管的連接是懸空的，位置靠工人現(xiàn)場憑經(jīng)驗(yàn)安放，接頭通過擠壓鉗鉗壓連接。一旦下接頭位置發(fā)生一定的偏差，則會(huì)影響上接頭的連接，如果工人強(qiáng)行調(diào)整上接頭的位置，下接頭的連接就有可能發(fā)生脫開。脫開的接頭會(huì)在混凝土灌注中進(jìn)入水泥漿，導(dǎo)致管道堵塞。

鉗壓式接頭的操作，對(duì)工人的責(zé)任心也提出了較高的要求。鉗壓的力度和操作的規(guī)范性直接影響接頭的質(zhì)量，沒有擠壓到位的接頭在混凝土灌注過程中極易發(fā)生脫開。橋梁樁基通常連續(xù)24h施工，鋼筋籠下放經(jīng)常在深夜進(jìn)行，更是考驗(yàn)了工人的質(zhì)量意識(shí)和項(xiàng)目部的質(zhì)量管理能力。

3.3 導(dǎo)管碰傷聲測管

旋挖鉆成孔的豎直度普遍不如回旋鉆和沖擊鉆，特別是沖海積平原的長樁，鉆機(jī)的平穩(wěn)性和鉆桿定位的精確度都會(huì)對(duì)成孔的豎直度造成較大的影響。成孔的豎直度在鋼筋籠下放過程中是否順暢可得到驗(yàn)證。用于混凝土灌注的導(dǎo)管由吊機(jī)下放，豎直下放的導(dǎo)管由于質(zhì)量較大，其管口對(duì)樁基中下部的聲測管有一定概率的沖擊，受到?jīng)_擊的聲測管的管壁極易發(fā)生凹陷損傷。

3.4 成樁后聲測管損傷

為了便于成樁后盡快完成樁基檢測，以便后續(xù)工序能順利開展，項(xiàng)目通常將聲測管加長至管口高出地面50cm。由于施工機(jī)械在樁位頻繁來回移動(dòng)，造成外露聲測管受到意外損傷。同時(shí)，部分外露的管口沒有得到有效封閉，造成渣土進(jìn)入聲測管，堵塞管道。

3.5 施工前檢測不嚴(yán)謹(jǐn)

在進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)于所使用的聲測管沒有進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，其所使用的材料沒有達(dá)到工程施工的要求，復(fù)差值過大，導(dǎo)致聲測管的變形。

3.6 客觀因素的存在

一方面是在施工過程當(dāng)中聲測管的固定沒有較高的穩(wěn)定性，需要固定的距離較大，因此在進(jìn)行下放的過程中，可能會(huì)因?yàn)榈跹b的不固定或?qū)訒r(shí)的顫動(dòng)，導(dǎo)致聲測管碰撞變形而無法通過超聲波探頭的實(shí)際操作。另一方面是鉆孔樁的樁徑多數(shù)偏小，但實(shí)際的樁長一般都較高，因此在成孔過程當(dāng)中即使經(jīng)過了嚴(yán)格的控制，也無法保證鉆孔操作處于完全垂直的狀態(tài)。在客觀因素的影響下可能就會(huì)導(dǎo)致其碰撞到聲測管，致使聲測管無法再進(jìn)行后續(xù)工作。

4 提高聲測管暢通率的主要手段

針對(duì)以上主要原因采取切實(shí)有效的措施，以提高成樁后聲測管的暢通率，為后續(xù)承臺(tái)及墩柱的順利實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。

4.1 確保聲測管的材料質(zhì)量

加大材料進(jìn)場抽檢的頻率，對(duì)每個(gè)批次的聲測管進(jìn)場嚴(yán)格把關(guān)，確保管壁厚度不小于設(shè)計(jì)值。對(duì)不合格產(chǎn)品堅(jiān)決予以退貨處理，并對(duì)供應(yīng)商按合同條款予以處罰。同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)卸貨和場內(nèi)的材料存放管理，把對(duì)材料的驗(yàn)收和保護(hù)責(zé)任層層壓實(shí)到試驗(yàn)人員、材料管理人員和施工隊(duì)。

4.2 提高接頭施工質(zhì)量

與聲測管供應(yīng)廠家聯(lián)系，將人工鉗壓設(shè)備升級(jí)成電動(dòng)液壓設(shè)備，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)確保接頭的質(zhì)量可控。

提高現(xiàn)場施工員的責(zé)任意識(shí)和管理能力，落實(shí)全過程現(xiàn)場旁站，同時(shí)對(duì)工人進(jìn)一步交底，要求聲測管對(duì)接前在鋼筋籠內(nèi)定位準(zhǔn)確，管體豎直，避免因?yàn)檎{(diào)整上部的聲測管定位對(duì)下部聲測管接頭造成損害。

混凝土灌注前，在每根聲測管內(nèi)注水，并插入外徑40mm的內(nèi)襯硬塑pvc管，在混凝土灌注結(jié)束后上下提升內(nèi)襯管。如果發(fā)生接頭脫開造成水泥漿進(jìn)入聲測管內(nèi)，因?yàn)閮?nèi)襯管的存在，水泥漿很難凝結(jié)堵塞聲測管。同時(shí)向聲測管內(nèi)注水，可以實(shí)現(xiàn)在下一節(jié)工作之前對(duì)上一節(jié)管道的查漏補(bǔ)缺，有效檢測上一節(jié)管道是否有漏水點(diǎn)，以便技術(shù)人員及時(shí)更換管道，保證施工的有序進(jìn)行。

4.3 緩解導(dǎo)管對(duì)聲測管的損傷

提高旋挖鉆成孔的豎直度，特別是在鉆孔前確保旋挖鉆機(jī)的機(jī)位堅(jiān)實(shí)平穩(wěn)。由吊機(jī)的主鉤，逐節(jié)緩慢下放導(dǎo)管，盡可能避免急速下放的導(dǎo)管管口沖擊鋼筋籠和聲測管。若混凝土灌注后，內(nèi)襯管無法上下提升，則此時(shí)聲測管已受損傷。對(duì)多次發(fā)生聲測管堵管的施工隊(duì)?wèi)?yīng)予以教育和處罰。

4.4 減少成樁后外露聲測管道的損傷

合理安排同一樁位的樁基施工先后順序，避免后續(xù)樁基施工時(shí)對(duì)前序樁基造成影響，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)備操作人員的交底，特別避免夜間施工時(shí)對(duì)外露聲測管的損傷。確保每個(gè)聲測管的管口都得到有效封閉，防止渣土進(jìn)入。

4.5 損傷后應(yīng)對(duì)措施

在施工過程當(dāng)中，如果已經(jīng)出現(xiàn)聲測管遭到損傷的情況，在管道已經(jīng)被堵塞的情況下，可采取鉆孔取芯的辦法將內(nèi)芯取出，再利用超聲波或樁后高應(yīng)變檢測裝置對(duì)已損傷的聲測管進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測。在疏通聲測管的同時(shí)，要及時(shí)修正鉆孔樁向內(nèi)的傾斜程度，根據(jù)傾斜的具體情況來判定取芯是否要做出具體的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)損傷后修復(fù)的高效化。

4.6 混凝土使用的嚴(yán)格控制

混凝土作為整個(gè)工程當(dāng)中重要的材料支撐，對(duì)于導(dǎo)管的通暢有著一定影響。要嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量，確保工程當(dāng)中使用的混凝土嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足整個(gè)工程的基礎(chǔ)建設(shè)需要。同時(shí)，在混凝土的運(yùn)輸方面也要嚴(yán)格控制運(yùn)輸車的數(shù)量和連續(xù)性，保證不間斷澆灌，避免出現(xiàn)施工中斷的情況。在實(shí)際操作中，還要注意導(dǎo)管的埋深，確保導(dǎo)管基本的埋深程度在2m～7m，避免出現(xiàn)在同一位置導(dǎo)管不間斷下放的情況，以此降低聲測管和導(dǎo)管碰撞的可能性，實(shí)現(xiàn)對(duì)于聲測管的有力保障。

5 結(jié)論

盡管聲測管的施工不會(huì)對(duì)樁基實(shí)體質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，但會(huì)對(duì)后續(xù)下部結(jié)構(gòu)順利實(shí)施帶來麻煩。如果在前期沒有對(duì)聲測管各環(huán)節(jié)的質(zhì)量給予足夠的重視，一旦問題顯現(xiàn)，往往較難處理，造成項(xiàng)目部較大的被動(dòng)。通過確保管節(jié)材料質(zhì)量、提高接頭施工質(zhì)量、緩解施工過程中的損傷、減少成樁后外露聲測管道的損傷等4個(gè)方面，可大幅度提高成樁后聲測管的暢通率。