瓯飞一期围垦工程钻孔灌注桩钢筋计成活率质量控制

谢 龙，徐 力

(温州市瓯飞经济开发投资有限公司，温州 325025)

1 概 述

钢筋计是一种用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内，测量结构物内部的钢筋应力，并可同步测量埋设点的温度的振弦式传感器。一般桩基工程可以通过钢筋应力监测实时监控基桩在静载试验过程中的荷载传递特性和内力变化情况，验证桩的设计参数，为桩基优化设计提供科学依据，同时也可为及时了解桩基在运行过程中的受力状态提供技术支撑[1]。因此，控制钢筋计成活率具有重大意义，有必要对钻孔灌注桩钢筋计成活率进行质量控制。温州市瓯飞一期围垦工程北1#、北2#水闸为1级水工建筑物，桩基的质量直接决定水闸今后的质量安全性能，意义十分重大。文章以瓯飞一期围垦工程北1#、北2#水闸钻孔灌注桩钢筋计成活率质量控制为例，结合现场施工条件，针对质量问题进行研究，提出解决措施，为类似工程提供参考。

2 工程概述

瓯飞一期围垦工程位于温州市瓯江、飞云江河口间平直岸滩，东临大海，西连瑞安丁山、龙湾永兴、天城、海滨等沿海围垦区，南顺飞云江北岸至长拔山，北顺瓯江口南岸，经批准的规划用海面积为0.89万hm2，堤线总长36.6km，总工期9.5a，概算投资272.9亿元，工程分两阶段实施，主体工程北区于2013年7月份开工。

该工程立足于防御超强风暴潮的基本功能，围堤与交通道路和港口相结合，是一项集防洪、农业、渔业、生态、港口等为一体的多功能综合性工程，是在建的国内最大的围垦工程。其中施工Ⅰ标段所含的北1#、2#水闸是本工程中最大的两座水闸，建筑物级别为1级，闸基为深厚软土地基，为增加地基承载力及减少地基沉降，基础采用钻孔灌注桩处理，共计2497根。设计将两座水闸围堰合二为一，形成围区面积10万m2的超大型施工围堰[2]。灌注桩桩位平面布置，见图1。

图1 灌注桩桩位平面布置

为验证桩的设计参数和数值计算的准确性，设计在19根试验桩(桩长54m)桩身不同部位布设456支钢筋计，实时监控基桩在静载试验过程中的荷载传递特性及内力变化情况，为桩基优化设计提供科学依据。

3 质量问题及原因分析

3.1 质量问题

在工程进行中发现已埋设钻孔灌注桩钢筋计失效个数颇多，成活率不足70%，与工程质量要求甚远。通过对已完成桩头破除的9根试验桩中216支钢筋计的观测数据按焊接、吊装、混凝土浇筑、桩头破除等工序进行全面的验证检查、记录和汇总，发现最影响钢筋计成活率的问题有4个[3]。四大质量问题，见表1。

表1 四大质量问题

其中传感器损坏与电缆线断裂是发生频率最高的两个质量关键点，是引起钻孔灌注桩钢筋计失效的最主要因素。因此必须严格控制，以达到后期稳定。

3.2 原因分析

产生质量问题的原因很多，如混凝土水化热高、与主筋连接方式不当、焊接质量差、传感器防水性能差及电缆敷设引线不当等等，但都不是主要因素。其中焊接时温升过高、电缆缺少保护措施、电缆接头质量差这3个因素是造成钻孔灌注桩钢筋计失效的主要要因，只有严格管控、改善工艺才能根本上解决钢筋计成活率问题。

1)焊接时温升过高：设计指标焊接时传感器测出的温度数值需低于80℃。而现场焊接时仪器有湿布包裹，但没有采取淋水措施，未对钢筋计的温度进行实时监控，焊接完成后湿布有焦黄斑迹；通过平时观测，发现焊接工序中传感器烧伤的有18支、占钢筋计失效的32.7%。焊接时温升过高，导致钢筋计损伤。

2)电缆接头质量差：设计指标要求芯线接头错开对接，焊点圆滑无毛刺，芯线接头用小热缩管保护，电缆外用大热缩管保护；接头防水要求≥0.5MPa，抗拉强度不低于电缆的60%。现场检查电缆接头质量，发现芯线接头未交错、且芯线长度不一，焊点漏焊、堆焊现象突出；热缩管长度不足，热熔胶融化不充分、热缩管与电缆间存在明显缝隙；通过平时观测，发现因接头耐水压力不足、拉断导致钢筋计失效的有12支，占总失效的21.8%。电缆接头质量差，不符合防水、抗拉强度要求。

3)电缆缺少保护措施：设计标准桩头破除段电缆线外套φ50mm保护管、长度约1.5m，保护管两端均应超出破除段约30cm。现场检查时发现已埋设的试验桩桩头破除段电缆未进行保护，因保护不当造成桩头破除时电缆线断裂的有16支，占总失效的29.1%，是导致钢筋计成活率低的主要要因。

4 解决措施

4.1 改变焊接工艺流程

1)在钢筋笼加工场预先将安装钢筋计的主筋按钢筋计布置图进行切割，卸下钢筋计的连接杆分别与对应切割好的主筋焊接好，待完全冷却后将钢筋计传感器与连接杆依次组装[4]。

2)将组装好的钢筋计连同主筋一起穿入钢筋笼，为避免箍筋焊接烧伤钢筋计，对钢筋计采用湿布包裹，同时钢筋计与箍筋交接处采用钢丝绑扎。

箍筋焊接时钢筋计采用湿布包裹，见图2。

图2 箍筋焊接时钢筋计采用湿布包裹

4.2 采用专用防水接头

1)钢筋计出厂时配备2m电缆，现场组装前需根据钢筋计的布置图进行接长，接线前将仪器电缆与接长电缆端部的外保护层剥除，露出芯线，剥除长度控制在6cm以内。

2)将芯线接头阶梯状错开对接，各芯线对接后长度一致，保证电缆受力均匀；焊锡时应避免虚焊并去除毛刺；焊接后，用读数仪测读检查芯线短路、断路情况，确保焊接后芯线连接正常。

3)各芯线焊锡后用长约2cm的φ2mm小热缩管热缩保护芯线接头，然后用自黏胶带将芯线接头整体包裹紧实。

4)调整芯线接头至防水接头护管中部，使密封压紧螺母两端分别与电缆外保护层搭接长度≥2cm，用扳手拧紧密封螺母。

4.3 增加ABS管保护

1)根据桩头破除段的设计标高，确定ABS管的长度及绑扎高程，确保ABS管的两端超出桩头破除段约30cm。

2)桩周土开挖后，先将ABS管与桩头破除段混凝土完全剥离，再剔除桩头混凝土。ABS管超出桩顶30cm，见图3。

图3 ABS管超出桩顶30cm

5 效果检查

经过落实改进活动后，对实施措施后的钻孔灌注桩钢筋计进行质量检查，钢筋计焊接工序损伤率、钢筋计电缆接长工序损伤率、钢筋计桩头破除工序损伤率均相比以往大幅下降，比起同类型水闸工程钻孔灌注桩钢筋计成活率施工，质量效果十分明显。对实施措施后的10根试验桩240支钢筋计进行单元工程验收时，钻孔灌注桩钢筋计的成活率达到97.1%，完成并超过预定目标，取得了预期效果。

钢筋计成活率质量得到了有效控制，减少了后期返工的相关投入和费用。提高了桩基一次通过合格率，一定程度上保证了工程的顺利建设。为后期的水闸主体工程施工打下了坚持基础。这是瓯飞一期围垦工程争创“鲁班奖”，积极推广新工艺、新技术、新方法，不断提高施工质量，提升总体面貌与形象中一个重要经典案例。

6 效果良好

通过此次质量控制改进活动，不仅提高了钢筋计的成活率，保证了监测工作的质量，完成了预期目标，同时还节约了仪器重复投入成本，创造了一定的经济效益。

更重要是同时保证了基桩在静载试验过程中桩身内力变化情况的实时监测，为后期桩基优化设计提供了丰富宝贵的科学实验数据与依据。根据静载试验监测成果，后期设计优化灌注桩1461根、桩长由54m调整为45m，节约工程投资1000多万，社会效益十分显著，并为今后类似工程提供了有益借鉴。

7 结 语

“九层之台，起于垒土”，桩基工程监测是整个水闸工程的基础性工作，非常重要。温州市瓯飞一期围垦工程北1#、北2#闸争创“鲁班奖”，通过实行一系列的解决改进措施，现场北1#、北2#水闸工程施工质量有了巨大的提高，且满足了本工程的进度要求。水闸建成至今运行已2a，未发生任何质量安全问题，整体运行良好。说明水闸桩基钢筋计成活率质量处理控制是成功的，可进一步推广到其他同类工程中。