深基坑工程中“一柱一樁”施工檢測管理

孫步芹

（上海同濟檢測技術有限公司，上海市200092）

0 引言

所謂“一柱一樁”，即支護結構的豎向支撐系統與主體結構的樁、柱相結合，豎向支撐系統一般采用鋼立柱插入底板以下的立柱樁的形式。在施工結束后，豎向支撐柱一般外包混凝土后作為正式地下室結構柱的一部分，永久承受上部荷載。因此，鋼管柱施工質量必須嚴格滿足設計要求。

本文以某工程“一柱一樁”施工檢測為例，較為系統地敘述了從鋼管柱出廠前到下孔完成整個施工過程中的檢測管理工作，詳細介紹了“一柱一樁”的幾種必要檢測手段，可為后面類似工程提供一定程度參考。

2 工程概況

該工程基礎采用鉆孔灌注樁，樁直徑為0.8m、1.0 m，有效樁長16～24m，樁端持力層為⑧11、⑧12層，樁底后注漿。工程樁總數5 181根，其中?800mm樁、φ1000mm樁分別為2 860根、2 321根，混凝土強度等級為水下C30。部分?1000mm樁采用”一柱一樁”形式，數量為1 681根，支撐立柱采用鋼管柱形式，長約20m，采用Φ500×16鋼管，鋼材牌號為Q345B，內填設計強度為C35的無收縮混凝土，鋼管垂直度允許偏差≤1/500。

在國內建筑施工領域，規模如此之大，技術要求如此之高的“一柱一樁”施工尚不多見，尤其是如何保證鋼管柱下入樁孔后的垂直度滿足設計要求尚無成熟經驗可以借鑒。因此，為了精確保證“一柱一樁”的施工質量，我們結合成熟的常規項目檢測方法并創新研發應用了一種用于“一柱一樁”垂直度測量的方法，經過專家論證及現場實踐，檢測效果良好，保證了“一柱一樁”的施工質量。

3 主要檢測內容

為保證“一柱一樁”的施工質量，該項目按照相關規范及要求做了大量的檢測工作。總體來說，主要分為以下幾類：材料檢測，地基基礎檢測，鋼結構檢測及鋼管柱垂直度測量。其中鋼管柱吊裝階段的垂直度控制為該項目重點、難點。

3.1 材料檢測

該工程材料檢測主要進行了混凝土檢測、砂漿檢測、石（粗集料）、砂（細集料）、鋼筋及鋼筋焊接檢測、水泥檢測、鋼管檢測等等。

以上材料檢測項目相對常規，本文不再贅述。總之，在材料檢測工作中，應要求施工單位嚴格自檢，檢測單位做好第三方檢測工作，監理單位做好監理平行檢測工作，嚴禁使用未經檢驗的材料或不合格的材料。相關單位按規定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結論，保證工程施工質量和進度。

3.2 地基基礎檢測

對于“一柱一樁”，其下部鉆孔灌注樁主要做了成孔質量檢測與超聲波透視檢測。

鉆孔灌注樁的成孔質量檢測主要檢測孔徑、孔深、垂直度和沉渣厚度；超聲波透視檢測通過超聲檢測判定鉆孔灌注樁的混凝土質量，檢測比例均為100%。

地基基礎檢測管理中，主要是施工單位、監理單位與檢測單位之間的溝通問題，要做到及時溝通、及時檢測，及時出具檢測結論。

3.3 鋼管焊縫質量檢測

該項目根據設計要求，為保證鋼管柱之間連接質量，對鋼板縱向拼接焊縫采用超聲波（橫波）檢測，探傷主要設備為C T S-2020超聲波探傷儀。

檢測原理如下：把高頻聲波（通常為1～5M H z）即超聲脈沖從探頭射入被探物，如果其內部有缺陷則一部分入射的超聲波在缺陷處反射，利用探頭能接受信號的性能，可以不必損傷被探物而測出缺陷部位的大小。可根據被測物體的情況采用縱波、橫波或表面波方法進行探傷。

依據《焊縫無損檢測超聲檢測技術》（GB/T 11345—2013）標準B級檢測技術、《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》（GB/T 29712—2013）標準3級要求進行驗收，檢測過程中未發現超標缺陷，此檢測項目合格。

3.4 鋼管內混凝土密實度檢測

如圖1和圖2所示，鋼管內混凝土密實度主要采用超聲脈沖方法進行檢測。

硬化的鋼管混凝土中如果存在缺陷，超聲波脈沖通過混凝土傳播的聲速比相同材質的無缺陷混凝土傳播的聲速小，能量衰減大，接收信號的頻率下降，波形平緩甚至發生畸變，綜合超聲儀接收信號的超聲聲時或聲速、初至波幅度、接收信號的波形和頻率的變化這些聲學參量作比較分析，可判定鋼管混凝土的各類質量問題。

圖1 超聲測點布置俯視圖

圖2 超聲測點布置側視圖

篇幅所限，摘取部分檢測結果，見表1。

表1 部分鋼管內混凝土密實度統計表

為了解鋼管內混凝土的澆筑質量，采用超聲法對鋼管混凝土柱混凝土密實性進行檢測，抽檢比例為10%，共171根。在被檢測的鋼管混凝土柱中，有5根部分標高區間被切割，無法檢測，20根標高區間超聲檢測信號較差，328根標高區間超聲檢測聲速偏低，其余標高區間檢測數據為良好。

3.5 鋼管柱垂直度跟蹤測量

該工程“一柱一樁”施工總體流程為：定位-鉆孔-下入鋼筋籠-鋼管柱吊裝-鋼管柱調垂-澆筑混凝土。鋼管柱在工廠預加工成型，整體運輸至現場，采用履帶吊自由落體式下放。鋼管柱吊裝前首先在鋼管柱頂部對稱氣割2個吊孔，吊孔形狀、大小要保證盡量一致，以保證鋼管柱被吊機吊起后自然狀態（無風）下的初始垂直精度，如圖3所示。然后將鋼管柱徐徐吊入樁孔內，樁孔頂部安置有機械螺桿夾具，用于根據測量結果調節插入樁孔內的鋼管柱的垂直度，如圖4所示；調垂完成后，澆筑混凝土。

圖3 鋼管柱吊裝

圖4 機械螺桿夾具

3.5.1 鋼管柱垂直度跟蹤測量技術

（1）跟蹤測量裝置

垂直度跟蹤測量裝置主要由3部分組成，即固定裝置、測量裝置和讀數裝置。固定裝置即用于將雙軸傾角儀安裝固定在鋼管柱上，可拆卸；測量裝置主要是由雙軸傾角儀組成；讀數裝置為筆記本電腦，預裝有配套垂直度測量軟件。整體來說，該測量設備安裝簡便，占用空間小，測量精度高，測量快速、方便，可對鋼管柱進行全過程垂直度跟蹤監測。測量設備及計算軟件示意圖如圖5和圖6所示。

圖5 測量設備示意圖

圖6 垂直度測量軟件操作界面

（2）鋼管柱垂直度跟蹤測量方法

根據“一柱一樁”施工工藝，該工程將鋼管柱調垂分為三個階段進行，即鋼管柱吊起穩定階段、鋼管柱下入樁孔內階段、混凝土澆筑完成階段。鋼管柱吊起之前首先在鋼管柱頂部安裝好測量裝置。

鋼管柱吊起后穩定階段即指將鋼管柱用起吊機吊至樁孔正上方后，在無風狀態下靜置5～10min，測定初值。后面兩個階段的垂直度變化均以此為基準。

鋼管柱下入樁孔內階段，通過孔口安置的可調節夾具不斷調整，當垂直度與樁心偏差均滿足設計要求后澆筑混凝土。

混凝土澆筑完成階段，當混凝土澆筑完成后2～3 h，在混凝土初凝狀態時再測量一下鋼管柱的垂直度，若發現超出設計限差，則再次進行調垂，若沒有超出限差則保持不變，直至混凝土強度達到設計要求后拆卸測量設備。

3.5.2 測量結果

篇幅所限，本文僅篩取部分垂直度不合格的鋼管柱，見表2。

該工程“一柱一樁”每一根鋼管柱均進行了調垂工作，最后統計共有50根樁超出限差，不合格率接約3%。如上表2所示，經現場調查和分析總結出以下幾條原因：（1）測量設備在工人施工時被碰到；（2）鋼管柱變形；（3）鋼筋籠上浮；（4）夾具脫落或未夾緊；（5）夾具承臺下沉。可見鋼管柱的垂直度受影響原因多且復雜。

表2 部分垂直度不合格鋼管柱統計表

4 工程檢測工作總結

該工程“一柱一樁”施工規模大、工期緊、精度要求高，良好的檢測管理工作是工程施工進度和質量的重要保障。

通過該工程“一柱一樁”鋼管柱檢測管理工作，本文總結出如下幾條經驗及需要改進的地方以供參考。

（1）材料檢測：應要求施工各相關單位按規定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結論，保證工程施工質量和進度。

（2）地基基礎檢測：地基基礎檢測管理中，主要是施工單位與檢測單位的溝通問題，要做到及時溝通、及時檢測。

（3）鋼結構檢測：在鋼結構檢測管理中，除了應按規定進行常規檢測外，還應因地制宜，根據工程實際情況和特點采用合適的檢測方法。

（4）垂直度檢測：該工程鋼管柱垂直度檢測方法為結合現場實際情況自主研發，通過應用總結出以下幾條經驗以供參考和改進。

a.垂直度初始值測量，鋼管柱頂部吊孔一定要規整、對稱，且規格統一，最好在相互垂直兩個方向架設經緯儀輔助調整，以保證鋼管柱吊起后自然狀態下初始垂直度的精度。

b.測量設備安裝，一定要避開管口夾具的夾片位置，防止設備安裝后被碰到。

c.鋼管柱調垂階段，應選取好測量節點，雙軸傾角儀坐標軸線盡量平行于夾具的調節螺旋，便于調垂工作。

d.夾具承臺的安置，承臺放置面一定要保持平整、穩固，防止后面地表塌陷引起承臺下沉，從而引起鋼管柱發生傾斜。

5 結 語

通過對該工程的“一柱一樁”施工檢測管理的總結，對類似工程的檢測管理工作提出了如下建議以供參考。

（1）作為管理工作者，應充分了解工程的施工中重點與難點，這樣才能合理地安排管理工作。

（2）跟各相關單位建立聯絡機制，保證遇到突發問題時可以進行及時有效的溝通。

（3）因地制宜，根據工程自身特點，采用合理的檢測管理辦法，以提高效率。

（4）嚴格管理，對于不符合規范的檢測行為做到及時處理，使管理工作能切實為工程服務。

檢測管理是施工管理中重要的環節，是工程施工質量和安全的重要保障。本文內容希望能為類似工程提供經驗和參考。