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(shù)有限公司，上海市200092）

0 引言

所謂“一柱一樁”，即支護結(jié)構(gòu)的豎向支撐系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)的樁、柱相結(jié)合，豎向支撐系統(tǒng)一般采用鋼立柱插入底板以下的立柱樁的形式。在施工結(jié)束后，豎向支撐柱一般外包混凝土后作為正式地下室結(jié)構(gòu)柱的一部分，永久承受上部荷載。因此，鋼管柱施工質(zhì)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(tǒng)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(shù)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(shù)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(nèi)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(nèi)建筑施工領(lǐng)域，規(guī)模如此之大，技術(shù)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(jīng)驗可以借鑒。因此，為了精確保證“一柱一樁”的施工質(zhì)量，我們結(jié)合成熟的常規(guī)項目檢測方法并創(chuàng)新研發(fā)應用了一種用于“一柱一樁”垂直度測量的方法，經(jīng)過專家論證及現(xiàn)場實踐，檢測效果良好，保證了“一柱一樁”的施工質(zhì)量。

3 主要檢測內(nèi)容

為保證“一柱一樁”的施工質(zhì)量，該項目按照相關(guān)規(guī)范及要求做了大量的檢測工作?？傮w來說，主要分為以下幾類：材料檢測，地基基礎檢測，鋼結(jié)構(gòu)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(guī)，本文不再贅述?？傊?，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(jiān)理單位做好監(jiān)理平行檢測工作，嚴禁使用未經(jīng)檢驗的材料或不合格的材料。相關(guān)單位按規(guī)定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結(jié)論，保證工程施工質(zhì)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(zhì)量檢測與超聲波透視檢測。

鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)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(zhì)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(jiān)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(jié)論。

3.3 鋼管焊縫質(zhì)量檢測

該項目根據(jù)設計要求，為保證鋼管柱之間連接質(zhì)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(nèi)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?？筛鶕?jù)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(jù)《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)》（GB/T 11345—2013）標準B級檢測技術(shù)、《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(fā)現(xiàn)超標缺陷，此檢測項目合格。

3.4 鋼管內(nèi)混凝土密實度檢測

如圖1和圖2所示，鋼管內(nèi)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(zhì)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(fā)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(zhì)量問題。

圖1 超聲測點布置俯視圖

圖2 超聲測點布置側(cè)視圖

篇幅所限，摘取部分檢測結(jié)果，見表1。

表1 部分鋼管內(nèi)混凝土密實度統(tǒng)計表

為了解鋼管內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)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(qū)間被切割，無法檢測，20根標高區(qū)間超聲檢測信號較差，328根標高區(qū)間超聲檢測聲速偏低，其余標高區(qū)間檢測數(shù)據(jù)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(diào)垂-澆筑混凝土。鋼管柱在工廠預加工成型，整體運輸至現(xiàn)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(tài)（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(nèi)，樁孔頂部安置有機械螺桿夾具，用于根據(jù)測量結(jié)果調(diào)節(jié)插入樁孔內(nèi)的鋼管柱的垂直度，如圖4所示；調(diào)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(shù)

（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(shù)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(shù)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(jiān)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(jù)“一柱一樁”施工工藝，該工程將鋼管柱調(diào)垂分為三個階段進行，即鋼管柱吊起穩(wěn)定階段、鋼管柱下入樁孔內(nèi)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(wěn)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(tài)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(nèi)階段，通過孔口安置的可調(diào)節(jié)夾具不斷調(diào)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(tài)時再測量一下鋼管柱的垂直度，若發(fā)現(xiàn)超出設計限差，則再次進行調(diào)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(jié)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(diào)垂工作，最后統(tǒng)計共有50根樁超出限差，不合格率接約3%。如上表2所示，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和分析總結(jié)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??；（4）夾具脫落或未夾緊；（5）夾具承臺下沉?？梢婁摴苤拇怪倍仁苡绊懺蚨嗲覐碗s。

表2 部分垂直度不合格鋼管柱統(tǒng)計表

4 工程檢測工作總結(jié)

該工程“一柱一樁”施工規(guī)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(zhì)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(jié)出如下幾條經(jīng)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(guān)單位按規(guī)定做好取樣、收樣工作，檢測完成后及時出具檢測結(jié)論，保證工程施工質(zhì)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(jié)構(gòu)檢測：在鋼結(jié)構(gòu)檢測管理中，除了應按規(guī)定進行常規(guī)檢測外，還應因地制宜，根據(jù)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(jié)合現(xiàn)場實際情況自主研發(fā)，通過應用總結(jié)出以下幾條經(jīng)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(guī)整、對稱，且規(guī)格統(tǒng)一，最好在相互垂直兩個方向架設經(jīng)緯儀輔助調(diào)整，以保證鋼管柱吊起后自然狀態(tài)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(diào)垂階段，應選取好測量節(jié)點，雙軸傾角儀坐標軸線盡量平行于夾具的調(diào)節(jié)螺旋，便于調(diào)垂工作。

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

5 結(jié) 語

通過對該工程的“一柱一樁”施工檢測管理的總結(jié)，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(guān)單位建立聯(lián)絡機制，保證遇到突發(fā)問題時可以進行及時有效的溝通。

（3）因地制宜，根據(jù)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(guī)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(huán)節(jié)，是工程施工質(zhì)量和安全的重要保障。本文內(nèi)容希望能為類似工程提供經(jīng)驗和參考。