鋼管樁接樁焊縫質量控制的探討

邢怡君 上海市水利工程集團有限公司

由于歷史原因，黃浦江兩岸的現狀環境及施工工況都極為復雜，在選擇樁基礎實施方案時，鋼管樁因其較快的施工速度、較高的承載力以及對復雜工況下的環境適應性強等優點，備受推崇。為便于施打及運輸等原因，鋼管樁往往采取分段焊接施工，若焊接質量達不到要求，將會嚴重影響其整體承載力，因此其焊接質量的控制便成為整個樁基施工質量控制的重點。

以黃浦江貫通工程的某個項目為例，鋼管樁分別作為高架漫步道、防汛墻以及碼頭連接棧橋的樁基礎，樁長分別為38米、18米及28米，共計319 根。以其中的28 米為例，直徑700 毫米，加工時便將其分為兩節運至現場焊接后進行沉樁施工。根據相關規范要求，焊接點不可位于同一水平面上，因此將其分為10000mm和18000mm、12000mm和16000mm四種規格兩種組合。

1.施工準備

組織技術人員對圖紙相關內容進行會審，對作業班組進行技術交底。沉樁前進行場地清障，若水上打樁還需做好船只定位。作業人員均選用具備相關職業資格證并操作熟練的工人，進場時對特種作業人員資格證進行報驗，經監理審批合格后方可進行相關作業。根據進度計劃與實際進度對作業人員進行調配、增減。

2.沉樁施工工藝

鋼管樁具體的施工流程見圖1。

考慮到鋼管樁重量大、易滾動且表面涂有防腐層，在運輸車上設置型鋼底座和穩樁支架，與鋼管樁接觸面貼有1層20mm厚的橡膠皮，每層鋼管樁間用寬500mm厚20mm的橡膠皮隔開，最后用Ф60mm滌綸繩橫向捆綁。

打樁時，先用兩臺全站儀，從垂直方向校準垂直度后，即可開始施打，直至施打至設計深度即可。若在開始插樁時發現垂直度有所傾斜，則需將鋼管樁拔出重新施打，嚴禁掛錘糾偏。

3.接樁焊接施工工藝

接樁考慮陸上接樁，拼裝完成后，再由130 噸履帶吊吊至樁位施打。

接樁前，先在場地外側澆筑4個混凝土墩支架，再將分節的樁放置于頂部。

鋼管樁焊接采用氣保焊工藝，采用逆變式多功能氣體保護焊機，焊絲規格為1.0mm。接樁時應先使用25噸汽車吊將上節樁吊至支架上，然后將內襯套焊在上節樁上，再將下節樁吊至支架上，使用水準尺和水平尺調節上下節樁的高程和水平度，使其在同一水平面上，然后使用吊機將兩節樁合并在一起，再次檢查兩節樁的順直情況，確定無誤后，照設計圖或工程師指示原則,于接頭處實施全周長氣保焊。接樁焊接采用坡口焊,焊接前必須將上節樁端部的水、銹蝕或油污等清理干凈，下節樁若有變形損壞部分則需及時修整,坡口內的水、油、銹其它污物必須清除干凈，焊接及檢驗方式應符合相關規定。焊接時，保持上下節樁的對口間隙為2～5mm。焊接時應對稱進行，焊縫外側需焊加強鋼板。

圖1

4.接樁焊接質量控制點分析

根據設計圖紙及相關規范要求，接樁焊縫需100%達到一級焊縫。但在實際操作過程中由于各方面的原因難免會產生達不到要求的情況，以其中某個時間段焊接的20根樁為例，對其焊接質量情況及各項作業流程進行分析，確定其質量控制重點。

4.1 接樁焊接情況

2018年的某周，經過經過檢測單位檢測，現場已焊接的20根鋼管樁中，有2根達不到一級焊縫合格標準，合格率只有90%。

4.2 原因分析

發現不合格現象后組織現場作業人員、班組長、技術員及工程師召開分析會，對影響鋼管樁對接環形焊縫焊接質量的原因進行分析。

收集了12個末端因素，經過項目質量管理技術人員的的綜合分析、實驗驗證，對上述12個要因進行一一確認。經確認主要原因如下：

1）電焊工操作水平不足。電焊工操作人員雖持證上崗，人證一致，但其在此種環境下作業還是首次，經驗不足，操作不熟練。

2）對接口未留空隙。作業人員在對樁過程中，未按要求將上下兩節樁的對接段留2-5mm空隙。

3）未設置擋風設施。施工現場未設置任何擋風設施，碼頭作業，風較大，導致氣保焊失去氣體保護，容易出現氣孔。

5.接樁焊接質量控制對策

對策一：解決“焊工操作水平差”的問題

1）要求鋼管樁焊接的班組長將操作水平差的焊工清退出場。

2）要求新進場的電焊操作工持有特種操作證書，且在有效期內，現場安全員進行核對。

3）要求新進場焊工在正式焊接前進行試焊，試焊件完成后，邀請檢測機構檢測，檢測合格后，才能進行正式焊接。

4）要求每根樁上均簽上焊工姓名，如果檢測不合格，對焊工及班組負責人進行處罰。

對策二：解決“對接口未留空隙”的問題

1）加強技術交底，要求焊工在鋼管樁焊接前，要將上下兩節樁的位置擺好，上下兩節樁之間預留3-5mm的縫隙，防止焊接口內部不牢。

表2 鋼管樁焊接質量現狀調查表

表3 要因確認表

2）要求現場施工員旁站監督，鋼管樁焊接前有施工員進行檢查，確?？p隙留的符合要求，在焊接口附近噴上紅漆，然后焊工才能進行焊接作業。

對策三：解決“未設置擋風設施”的問題

本工程鋼管樁對接焊采用氣保焊，如果場地有風，會大大影響焊接質量，為避免因為刮風造成的焊接質量問題，采取了如下措施：

1）每日收集當天風力，要求室外風力超過3級，即不準進行鋼管樁焊接并排施工員現場監督，如發現現場風力較大，立即叫停焊接。

2）設置簡易的擋風設施，降低陣風影響。

通過上述措施，經過檢測單位的最終檢驗，一級焊縫率達到100%，原先不合格焊接樁，也均已切斷重焊，確保合格。

6.總結

綜上所述，由于歷史原因，黃浦江兩岸的現狀環境及施工工況都極為復雜，隨著類似工程的深入，考慮到鋼管樁的施工速度快、環境干擾小等獨特優勢，其在水上工程中的應用將會越來越多，使用范圍也會越來越廣。通過本文對其接樁焊縫質量控制的分析探討，提高了質量意識，解決了鋼管樁焊接過程中常見的質量病，希望對今后類似項目的施工有一定的指導和幫助。