甌飛一期圍墾工程鉆孔灌注樁鋼筋計成活率質量控制

謝 龍，徐 力

(溫州市甌飛經濟開發投資有限公司，溫州 325025)

1 概 述

鋼筋計是一種用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內，測量結構物內部的鋼筋應力，并可同步測量埋設點的溫度的振弦式傳感器。一般樁基工程可以通過鋼筋應力監測實時監控基樁在靜載試驗過程中的荷載傳遞特性和內力變化情況，驗證樁的設計參數，為樁基優化設計提供科學依據，同時也可為及時了解樁基在運行過程中的受力狀態提供技術支撐[1]。因此，控制鋼筋計成活率具有重大意義，有必要對鉆孔灌注樁鋼筋計成活率進行質量控制。溫州市甌飛一期圍墾工程北1#、北2#水閘為1級水工建筑物，樁基的質量直接決定水閘今后的質量安全性能，意義十分重大。文章以甌飛一期圍墾工程北1#、北2#水閘鉆孔灌注樁鋼筋計成活率質量控制為例，結合現場施工條件，針對質量問題進行研究，提出解決措施，為類似工程提供參考。

2 工程概述

甌飛一期圍墾工程位于溫州市甌江、飛云江河口間平直岸灘，東臨大海，西連瑞安丁山、龍灣永興、天城、海濱等沿海圍墾區，南順飛云江北岸至長拔山，北順甌江口南岸，經批準的規劃用海面積為0.89萬hm2，堤線總長36.6km，總工期9.5a，概算投資272.9億元，工程分兩階段實施，主體工程北區于2013年7月份開工。

該工程立足于防御超強風暴潮的基本功能，圍堤與交通道路和港口相結合，是一項集防洪、農業、漁業、生態、港口等為一體的多功能綜合性工程，是在建的國內最大的圍墾工程。其中施工Ⅰ標段所含的北1#、2#水閘是本工程中最大的兩座水閘，建筑物級別為1級，閘基為深厚軟土地基，為增加地基承載力及減少地基沉降，基礎采用鉆孔灌注樁處理，共計2497根。設計將兩座水閘圍堰合二為一，形成圍區面積10萬m2的超大型施工圍堰[2]。灌注樁樁位平面布置，見圖1。

圖1 灌注樁樁位平面布置

為驗證樁的設計參數和數值計算的準確性，設計在19根試驗樁(樁長54m)樁身不同部位布設456支鋼筋計，實時監控基樁在靜載試驗過程中的荷載傳遞特性及內力變化情況，為樁基優化設計提供科學依據。

3 質量問題及原因分析

3.1 質量問題

在工程進行中發現已埋設鉆孔灌注樁鋼筋計失效個數頗多，成活率不足70%，與工程質量要求甚遠。通過對已完成樁頭破除的9根試驗樁中216支鋼筋計的觀測數據按焊接、吊裝、混凝土澆筑、樁頭破除等工序進行全面的驗證檢查、記錄和匯總，發現最影響鋼筋計成活率的問題有4個[3]。四大質量問題，見表1。

表1 四大質量問題

其中傳感器損壞與電纜線斷裂是發生頻率最高的兩個質量關鍵點，是引起鉆孔灌注樁鋼筋計失效的最主要因素。因此必須嚴格控制，以達到后期穩定。

3.2 原因分析

產生質量問題的原因很多，如混凝土水化熱高、與主筋連接方式不當、焊接質量差、傳感器防水性能差及電纜敷設引線不當等等，但都不是主要因素。其中焊接時溫升過高、電纜缺少保護措施、電纜接頭質量差這3個因素是造成鉆孔灌注樁鋼筋計失效的主要要因，只有嚴格管控、改善工藝才能根本上解決鋼筋計成活率問題。

1)焊接時溫升過高：設計指標焊接時傳感器測出的溫度數值需低于80℃。而現場焊接時儀器有濕布包裹，但沒有采取淋水措施，未對鋼筋計的溫度進行實時監控，焊接完成后濕布有焦黃斑跡；通過平時觀測，發現焊接工序中傳感器燒傷的有18支、占鋼筋計失效的32.7%。焊接時溫升過高，導致鋼筋計損傷。

2)電纜接頭質量差：設計指標要求芯線接頭錯開對接，焊點圓滑無毛刺，芯線接頭用小熱縮管保護，電纜外用大熱縮管保護；接頭防水要求≥0.5MPa，抗拉強度不低于電纜的60%?，F場檢查電纜接頭質量，發現芯線接頭未交錯、且芯線長度不一，焊點漏焊、堆焊現象突出；熱縮管長度不足，熱熔膠融化不充分、熱縮管與電纜間存在明顯縫隙；通過平時觀測，發現因接頭耐水壓力不足、拉斷導致鋼筋計失效的有12支，占總失效的21.8%。電纜接頭質量差，不符合防水、抗拉強度要求。

3)電纜缺少保護措施：設計標準樁頭破除段電纜線外套φ50mm保護管、長度約1.5m，保護管兩端均應超出破除段約30cm。現場檢查時發現已埋設的試驗樁樁頭破除段電纜未進行保護，因保護不當造成樁頭破除時電纜線斷裂的有16支，占總失效的29.1%，是導致鋼筋計成活率低的主要要因。

4 解決措施

4.1 改變焊接工藝流程

1)在鋼筋籠加工場預先將安裝鋼筋計的主筋按鋼筋計布置圖進行切割，卸下鋼筋計的連接桿分別與對應切割好的主筋焊接好，待完全冷卻后將鋼筋計傳感器與連接桿依次組裝[4]。

2)將組裝好的鋼筋計連同主筋一起穿入鋼筋籠，為避免箍筋焊接燒傷鋼筋計，對鋼筋計采用濕布包裹，同時鋼筋計與箍筋交接處采用鋼絲綁扎。

箍筋焊接時鋼筋計采用濕布包裹，見圖2。

圖2 箍筋焊接時鋼筋計采用濕布包裹

4.2 采用專用防水接頭

1)鋼筋計出廠時配備2m電纜，現場組裝前需根據鋼筋計的布置圖進行接長，接線前將儀器電纜與接長電纜端部的外保護層剝除，露出芯線，剝除長度控制在6cm以內。

2)將芯線接頭階梯狀錯開對接，各芯線對接后長度一致，保證電纜受力均勻；焊錫時應避免虛焊并去除毛刺；焊接后，用讀數儀測讀檢查芯線短路、斷路情況，確保焊接后芯線連接正常。

3)各芯線焊錫后用長約2cm的φ2mm小熱縮管熱縮保護芯線接頭，然后用自黏膠帶將芯線接頭整體包裹緊實。

4)調整芯線接頭至防水接頭護管中部，使密封壓緊螺母兩端分別與電纜外保護層搭接長度≥2cm，用扳手擰緊密封螺母。

4.3 增加ABS管保護

1)根據樁頭破除段的設計標高，確定ABS管的長度及綁扎高程，確保ABS管的兩端超出樁頭破除段約30cm。

2)樁周土開挖后，先將ABS管與樁頭破除段混凝土完全剝離，再剔除樁頭混凝土。ABS管超出樁頂30cm，見圖3。

圖3 ABS管超出樁頂30cm

5 效果檢查

經過落實改進活動后，對實施措施后的鉆孔灌注樁鋼筋計進行質量檢查，鋼筋計焊接工序損傷率、鋼筋計電纜接長工序損傷率、鋼筋計樁頭破除工序損傷率均相比以往大幅下降，比起同類型水閘工程鉆孔灌注樁鋼筋計成活率施工，質量效果十分明顯。對實施措施后的10根試驗樁240支鋼筋計進行單元工程驗收時，鉆孔灌注樁鋼筋計的成活率達到97.1%，完成并超過預定目標，取得了預期效果。

鋼筋計成活率質量得到了有效控制，減少了后期返工的相關投入和費用。提高了樁基一次通過合格率，一定程度上保證了工程的順利建設。為后期的水閘主體工程施工打下了堅持基礎。這是甌飛一期圍墾工程爭創“魯班獎”，積極推廣新工藝、新技術、新方法，不斷提高施工質量，提升總體面貌與形象中一個重要經典案例。

6 效果良好

通過此次質量控制改進活動，不僅提高了鋼筋計的成活率，保證了監測工作的質量，完成了預期目標，同時還節約了儀器重復投入成本，創造了一定的經濟效益。

更重要是同時保證了基樁在靜載試驗過程中樁身內力變化情況的實時監測，為后期樁基優化設計提供了豐富寶貴的科學實驗數據與依據。根據靜載試驗監測成果，后期設計優化灌注樁1461根、樁長由54m調整為45m，節約工程投資1000多萬，社會效益十分顯著，并為今后類似工程提供了有益借鑒。

7 結 語

“九層之臺，起于壘土”，樁基工程監測是整個水閘工程的基礎性工作，非常重要。溫州市甌飛一期圍墾工程北1#、北2#閘爭創“魯班獎”，通過實行一系列的解決改進措施，現場北1#、北2#水閘工程施工質量有了巨大的提高，且滿足了本工程的進度要求。水閘建成至今運行已2a，未發生任何質量安全問題，整體運行良好。說明水閘樁基鋼筋計成活率質量處理控制是成功的，可進一步推廣到其他同類工程中。