預(yù)應(yīng)力混凝土管樁雨季焊接連接質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁雨季焊接連接質(zhì)量控制提要：目前靜力壓樁在樁基施工中得到了普遍的推廣和應(yīng)用，但其焊接接樁在焊接過程中受施焊工人素質(zhì)、施工方法、施工環(huán)境等因素影響，焊縫易出現(xiàn)氣孔、夾渣和咬邊等焊接質(zhì)量缺陷。XX鋼鐵項目村民搬遷安置小區(qū)A、B區(qū)工程位于x海島東北部，瀕臨熱帶海洋，常受海洋暖濕氣流影響，降雨強度大、雨量多。為確保預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在施工過程中的焊接連接質(zhì)量。在本工程中，采用了有效的措施和方法，避免了靜壓管樁接樁時在焊接過程中出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷的現(xiàn)象。為本工程提供了一種快捷、有效的靜壓樁焊接連接施工方法。在此作以總結(jié)以供同類工程參考。關(guān)鍵字：靜壓樁;雨季；焊縫;夾渣;氣孔；咬邊；措施1.工程概述工程概況xx鋼鐵項目村民搬遷安置小區(qū)A、B區(qū)工程(第十標段)高層住宅樓高12層，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)高層，場地復(fù)雜程度等級為二級，地基復(fù)雜程度等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。基礎(chǔ)使用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁型PHC-AB500(125),總計464根樁，設(shè)計樁長32?34米，單樁設(shè)計承載力1700KN，沉樁方式采用靜壓法。地質(zhì)條件本次勘探最大揭示深度為44米，在此范圍內(nèi)場地土層自上而下

共分九層，各層的特征描述工程特性評價如下典型地質(zhì)特征一覽表地層編號巖土名稱及其特征層底厚度(m)層底深度(m)分層厚度(m)①2耕土:灰褐色、濕、松散、以粉質(zhì)粘土及中細砂為主31.940.500.50③粉土：褐色、濕、稍密、以中砂為主，混少量粘粒及粉粒組成，局部稍具粘性，呈粉質(zhì)粘土狀30.442.001.50⑤粉質(zhì)粘土：紅褐色為主，混少量黃色、濕、可塑、含少量細中砂，底部夾薄層鐵質(zhì)膠結(jié)物24.448.006.00⑥粗砂：黃褐色、飽和、稍密、級配良好，局部夾薄層粘土，底部夾薄層鐵質(zhì)膠結(jié)物21.6410.802.80⑦粘土：灰色、濕、可塑、夾微薄層粉細砂，底部夾薄層鐵質(zhì)膠結(jié)物14.9417.506.70?中砂：棕紅色、飽和、稍密，含較多念粒，局部夾薄層灰色粘土14.2418.200.70⑦粘土：灰色、濕、可塑、夾微薄層粉細砂11.5420.902.70⑧粗砂：灰色、飽和、稍密，夾多層薄層灰色粘土8.2424.203.30⑨粘土：灰色、濕、可塑、夾微薄層粉細砂，具水平層理，粘性好2.4430.005.80⑨1中砂：灰色、飽和、稍密、夾雜多層薄層粘土0.6431.801.80⑨粘土：灰色、濕、可塑、夾微薄層粉細砂，孔深44.0m以下夾多層薄層中砂，在44.0m處夾薄層鐵質(zhì)膠結(jié)物-12.8145.2513.45鉆孔編號設(shè)計要求1.3.1本工程采用PHC①500X125AB型管樁，樁長約32?34米,樁端持力層砂層。1.3.2單樁豎向承載力特征值為1700KN，終壓值為3400KN?？刂茥l件：（1） 以終壓力滿載值為終壓控制條件，且需復(fù)壓三次；（2） 施工過程若發(fā)現(xiàn)情況異常（包括樁傾斜、斷樁、油壓表壓力不穩(wěn)定等）或與實際地質(zhì)情況不符，應(yīng)及時通知設(shè)計人員研究解決；施工過程應(yīng)監(jiān)測樁項標高，發(fā)現(xiàn)樁有上涌時應(yīng)予復(fù)打；（3） 最終終壓標準應(yīng)在施工單位取得試壓樁的技術(shù)參數(shù)后，經(jīng)質(zhì)檢、監(jiān)理、施工、設(shè)計等單位代表現(xiàn)場共同確認。焊接接樁應(yīng)符合規(guī)范有關(guān)規(guī)定。接樁要保持與下段樁順直，焊接前焊接坡口應(yīng)清刷干凈，施工焊由二焊工對稱進行，焊接應(yīng)飽滿連續(xù)，必須焊兩遍，焊完后必須自然冷卻8分鐘后再施工。樁尖采用十字型鋼樁尖。1.3.5節(jié)長選擇：預(yù)應(yīng)力砼管樁施工前，必須仔細閱讀分析本工程詳勘資料，參考試樁和已施工樁記錄，嚴格按照設(shè)計要求施工，注意樁頂設(shè)計標高，選擇管樁合理節(jié)長，盡可能減少接樁及截樁。1.3.6若參考樁長及最后貫入度達不到設(shè)計要求及出現(xiàn)下列情況時應(yīng)通知甲方及設(shè)計單位另行處理：（1）、貫入度劇變；（2） 、樁身發(fā)生傾斜、偏位、嚴重回彈；（3） 、樁頂或樁身裂痕或破碎；（4） 、有效樁長過短。2．靜壓管樁焊接連接方法概述靜壓樁具有無噪音、無振動、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點,得到了普遍推廣和應(yīng)用。施工中一般采用焊接接樁的辦法使上下節(jié)的樁可以良好地銜接在一起，不發(fā)生錯位。焊接接頭的質(zhì)量受施焊工人素質(zhì)、施工方法、環(huán)境等因素影響，較容易出現(xiàn)氣孔、夾渣、裂紋和咬邊等焊接缺陷，這些缺陷將直接影響焊縫強度。由于管樁打入土體之后主要承受剪力，焊縫強度不滿足要求，嚴重會導(dǎo)致焊縫斷裂，上、下兩樁樁體分離，樁的承載力無法滿足設(shè)計要求等后果。因此，在焊接時，必須對管樁接頭進行焊接質(zhì)量的控制，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，不得虛焊漏焊，不得出現(xiàn)焊縫缺陷，樁帽之間的空隙采用鋼片墊實焊牢。靜壓管樁焊接連接質(zhì)量缺陷類別我項目部技術(shù)質(zhì)量部對本工程靜壓管樁工程的管樁接樁焊接質(zhì)量進行了跟蹤調(diào)查，對該工程1?C軸交1?18軸共約100套樁進行焊接質(zhì)量不合格數(shù)量調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在焊接質(zhì)量缺陷樁數(shù)為13根，焊縫質(zhì)量缺陷種類主要為氣孔、夾渣、裂紋和咬邊，發(fā)生頻率分別為23.3%、39.7%、3.8%和24.2%。由此可見，預(yù)制管樁接樁焊接質(zhì)量缺陷的主要類型是：夾渣、氣孔和咬邊。其施工現(xiàn)場眾多影響因素密切相關(guān)。焊縫質(zhì)量控制措施4.1焊縫夾渣質(zhì)量控制4.1.1夾渣產(chǎn)生原因分析焊渣殘留于焊縫金屬中的現(xiàn)象稱為夾渣。當焊縫中出現(xiàn)條狀夾渣時，在其尖角處會引起較大的應(yīng)力集中。因此，必須對夾渣缺陷進行相應(yīng)控制。接樁過程中，焊縫中產(chǎn)生夾渣缺陷主要因素為：焊接工藝參數(shù)設(shè)置不當；多層焊接時，層間焊渣清理不干凈產(chǎn)生夾渣；管樁端板焊接面清理不干凈引起夾渣。4.1.2控制方法根據(jù)上述夾渣產(chǎn)生的主要原因，采取以下相應(yīng)的措施，對焊縫夾渣缺陷進行控制：（1）焊接工藝參數(shù)設(shè)置。在管樁焊接連接過程中，影響焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)主要是焊接電流和電壓。焊接過程中，施焊工人往往為追求速度，選擇較大的焊接電流、電壓和較快的焊接速度，這些都會使電弧長度過長，焊絲熔化速度過快，導(dǎo)致熔化金屬凝固速度過快而使熔渣來不及浮出，從而形成夾渣。另外，焊接電流、電壓較大時，起弧時易引起焊絲爆斷，如施焊工人素質(zhì)過低不及時清理，在之后的焊縫中也將形成夾渣。因此，在接樁焊接之前，施焊工人必須在另一塊鋼板上試焊，提前調(diào)整設(shè)置好焊接時的焊接電流、焊接電壓以及施焊速度等工藝參數(shù)。（2）焊接中斷處理。在施焊過程中，常常由于各種原因稍作停頓。這種情況下，重新引弧應(yīng)采用熱接法接頭。即前一段焊縫熄弧后，在熔池尚未冷卻時，隨即引弧開始后續(xù)的正常焊接。如熔池已完全冷卻，在重新引弧前，必須用碳刨或砂輪對弧坑進行修整，使弧坑形成圓滑過渡狀，然后再引弧進行正常焊接。在進行多層多道焊接頭時，每層和每道之間的焊道盡可能錯開25mm以上。（3）焊接面清理。管樁端板表面清理和第一層焊縫焊渣清理統(tǒng)稱為焊接面清理。因樁機施工環(huán)境常在野外，焊接面往往存在泥土、鋼板生銹和油污情況，焊接前須將焊接面的泥土、鐵銹和油污等全部清理干凈后施焊；管樁接樁一般要求多層多道焊接，焊縫須飽滿連續(xù)。在實際操作過程中，因施焊工人素質(zhì)原因，往往第一層焊縫表面焊渣未處理干凈就進行下道焊縫的施焊，從而導(dǎo)致在多層焊縫之間產(chǎn)生夾渣。因此，根據(jù)以上兩種情況，焊接前，必須將焊接表面用鋼絲刷清理干凈后才能施焊，以防止焊縫夾渣的情況出現(xiàn)。4.2氣孔質(zhì)量控制4.2.1氣孔產(chǎn)生原因分析氣孔是焊接熔池中氣體在凝固時未能及時從熔池中逸出而殘留在焊縫中后所形成的空穴。在焊接過程中產(chǎn)生的氣體都可能產(chǎn)生氣孔，氣孔的產(chǎn)生主要有以下幾方面的原因：保護氣流受阻，不送氣；保護氣孔中有空氣混入；由于強風，保護效果不好；CO2氣體中含水量過多；焊接部位及焊絲生銹、沾有油污或油漆；過多飛濺物附著噴嘴使其堵塞。4.2.2控制方法根據(jù)氣孔產(chǎn)生的原因分析及現(xiàn)場實際情況，采用以下措施，對焊接氣孔缺陷進行控制：焊接前施焊工人需檢查氣瓶內(nèi)保護氣體是否充足，送氣閥門開關(guān)是否開啟，調(diào)壓器是否凍結(jié)，氣路連接是否擰緊，氣管有否破裂以保障焊接過程中保護氣體充足；當風速較大時，設(shè)置擋風板。風速較大時，保護氣體受風速影響，不能充分形成保護氣氛，影響電弧形態(tài)，焊接時易形成大量氣孔或形成蜂窩型焊縫。因此，在風速較大時必須設(shè)置擋風板。根據(jù)現(xiàn)場實際操作情況，在靜壓樁機下方可設(shè)置管樁手拉合式防風屏，焊接過程將防風屏合起，形成獨立的焊接工作區(qū)域，有效降低風速對電弧的影響；焊接完成后，將防風屏拉起，不影響樁機正常的行走、對中和調(diào)平。使用純度符合要求的CO氣體。CO氣體純度不符合要求，焊22接時空氣易侵入焊縫，形成氣孔。因此，焊接必須使用純度符合要求的CO氣體。2油污、生銹和油漆清理。受現(xiàn)場庫存條件影響，焊絲表面往往生銹、留有油漆，送絲轉(zhuǎn)動部位和管樁端板可能存在油污。焊接時，這些因素產(chǎn)生較多有害氣體，直接導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)氣孔缺陷，因此焊接前必須對這些因素檢查和剔除。清潔噴嘴內(nèi)飛濺。焊槍噴嘴內(nèi)飛濺較多，焊接時保護氣體不能有效對電弧進行保護，空氣易混入保護氣體中，從而影響電弧形態(tài)

產(chǎn)生氣孔。同時，殘留的飛濺在焊接時可能進入焊縫，形成夾渣，造成焊縫中產(chǎn)生氣孔和夾渣。因此，在焊接前必須進行噴嘴清理，必要時更換噴嘴。4.3咬邊質(zhì)量控制4.3.1咬邊產(chǎn)生原因分析樁身受壓后，在咬邊處會形成應(yīng)力集中，容易出現(xiàn)裂紋，降低焊縫的強度。因此，要嚴格控制咬邊情況的發(fā)生。其產(chǎn)生的原因主要是：焊接電流過大，電弧過長；施焊工人焊接時電弧在焊縫兩側(cè)停留時間短，向回擺動速度太快，將液態(tài)熔融金屬拉回熔池中心后產(chǎn)生咬邊。4.3.2控制方法針對產(chǎn)生咬邊的主要原因分析，在現(xiàn)場宜采用以下措施對咬邊進行控制：（1） 設(shè)置合適的焊接電流。焊接前在廢鋼板上進行試焊，直至焊接電流參數(shù)選擇適當。（2） 對施焊工人進行監(jiān)督。施焊工人為提高壓樁速度，焊接速度往往過快，甚至不進行擺動運弧。在接樁過程中，對施焊工人焊接時運弧方式進行控制監(jiān)督。要求其在兩樁端板處稍作停頓，以保證有足夠的熔敷金屬填充在焊縫兩側(cè)邊緣，以防止咬邊的出現(xiàn)。雨季焊縫質(zhì)量控制措施4.4.1根據(jù)樁直徑大小，在焊口上部1.5米處，配備相應(yīng)直徑的樁身阻水裝置。樁阻水裝置見下圖：

身阻水裝置。樁阻水裝置見下圖：洋性也襪圈，厚SOmrv內(nèi)徑600nm.洋性也襪圈，厚SOmrv內(nèi)徑600nm.嚇商5Onrn■曲日SOmm.詫諫圈缶片，戰(zhàn)厚2mn.$詫諫圈缶片，戰(zhàn)厚2mn.$SOnnii煤50mmuLJ引水裝置下圖:

uLJ引水裝置4.4.3焊接前，在引水裝置以下的樁身采用擋雨罩對樁身外圍雨水進行阻擋，在滿足焊接要求的條件下方可施焊。擋雨棚見下圖：4.4.4每臺設(shè)備配備吸水性強的棉布和電動鋼絲刷，對樁端焊接部位進行清理，確保焊接部位無泥渣、雨水。焊接部位采用電動鋼絲刷進行處理露出金屬光澤。4.4.5每個機組配備一臺專門的吹烤設(shè)備，焊接前對焊口周圍樁身和焊接部位進行吹烤，確保焊接部位的干燥。吹烤設(shè)備采用液化氣噴槍。4.4.6焊機、送絲機在要做好防雨、防潮、防油污措施。電焊機放置在工具房內(nèi)，做好防雷接地。送絲機放置在ei6圓鋼制作的骨架上，外面用防水材料遮蓋，防止雨水、油污等方面因素影響送絲機性能及焊絲質(zhì)量，施工時送絲機放置在擋雨棚內(nèi)，防止受到雨水的淋濕。4.4.7焊接材料專人進行保管，應(yīng)做好防雨、防潮措施，按照要求做好保溫、烘烤工作，定期對焊接材料進行送檢。4.4.8打樁現(xiàn)場嚴禁存放過多的焊接材料，做到使用多少，領(lǐng)用多少，并做好材料登記臺帳。結(jié)束語預(yù)制管樁在焊接接樁施工過程中的質(zhì)量缺陷主要是氣孔、夾渣和咬邊三種焊接缺陷，這三種缺陷