橡胶抽拔棒成孔作为桩基超声波缺陷检测孔道在乌江特大桥的应用
2017-03-20
一、工程概况
乌江特大桥是扎南高速公路重要控制性工程，全桥长1452米，最大墩高151米，最大桥跨200米，全桥桩基共192根，其中：φ1.5米36根；φ1.8米48根；φ2.0米32根；φ2.4米76根。除φ1.5米桩采用低应变检测外，其余均采用超声波检测。φ1.8米桩设计为3根声测管，φ2.0及φ2.4米桩设计为4根声测管。
由于橡胶抽拔棒成孔的最长长度为32米，故在本桥施工中35米以上桩基全部采用传统的金属管预埋声测管，采用橡胶抽拔棒成孔作声测管的分别有：φ1.8米桩24根；φ2.0米桩18根；φ2.4米桩8根，共计50根，桩基长度共1321米。
二、橡胶抽拔棒介绍
橡胶抽拔棒是一种用天然橡胶作原料，经特殊工艺制作而成，其特点是抗拉强度高、弹性变形大、体积压缩性小，在棒体轴向受力时纵向伸长，径向自然变细。其原始研制目的是应用于预应力混凝土后张法预应力管道成孔，由于其经济性好，广泛应用于桥梁预应力混凝土预应力管道成孔、大跨度建筑预应力混凝土预应力管道成孔或其他水泥混凝土构件小孔径孔道成孔。断面为中空厚壁，其规格从φ30～100mm各种型号，可根据不同成孔孔径要求选择合适的橡胶抽拔棒直径。
三、混凝土桩基检测中声测孔道用抽拔成孔的方法
在水泥混凝土桩基超声波检测中，对水泥混凝土内预设声测管直径应不小于50mm，根据桩基检测要求，不同桩径预设声测管数量不一样。利用橡胶抽拔棒成孔作声测孔道应按以下方法实施：
1、橡胶抽拔棒定制：根据设计桩长定制抽拔棒长度，同时根据同批浇灌桩基数量订购抽拔棒数量。定制抽拔棒长度应比桩长1米以上，棒径为φ50mm以上（在定制抽拔棒长度及管径时应考虑各种桩长和上部结构，尽量能综合利用，增加利用率）。据目前了解，厂家能生产最长的抽拔棒为35米。桩长在34米以下的均可考虑应用该工艺（目前已成功应用实例在32米以内）。
2、抽拔棒安装定位：在抽拔棒内插入比抽拔棒内径小5mm以上，长度比抽拔棒长0.5米以上的圆钢（圆钢大小要能使抽拔棒有一定的刚度，抽拔棒内径若满足要求，最好使用钢绞线），并将插入桩底一端用封口胶布包扎密封以防止水泥浆浸入。插入内芯的园钢或钢绞线必须抹黄油或机油润滑，便于插入和拔出。在桩基钢筋笼安装就位并固定后，根据布管设计在安设声测管位置从桩顶吊垂线至桩底，按垂线方向不大于1.0米间距点焊定位环。定位环用φ8～10的园钢加工成带柄的环状，带柄定位环便于调整垂直度。定位环内径比抽拔棒外径大8～12mm。将抽拔棒从上往下穿入定位环内直到桩底部，检查抽拔棒整体是否顺直，否则应调整或加密定位环。在加密定位环时如需施焊，应采取隔离措施防止抽拔棒被烫伤。注意：禁止使用细铁丝固定，防止勒伤。
3、抽拔棒抽拔：当混凝土浇筑并终凝后，强度达3～5MPa即可抽拔橡胶棒（不能过早抽拔，防止坍孔）。一般可根据环境温度与混凝土凝结时间确定抽拔时机，以不坍孔为原则，抽拔时间也不宜过晚，约200温度小时（T.h）为宜。混凝土初凝即应拔出抽拔棒内芯钢筋，抽拔橡胶棒时用胶皮或毛巾包扎吊点，用三角皮带采用叠加扣（也叫死猪扣）的方式拴住作牵引力吊点，用手拉葫芦或卷扬机牵引往外拉出即可。抽拔时速度不宜过快，一般为5～6米/min，抽拔棒抽出后必须立即将孔口用可靠的软质物料塞紧，待检测时才取出，防止泥砂流入声测孔内堵塞孔道。
4、橡胶抽拔棒使用中特别需注意的事项
1）抽拔棒表面除涂抹滑石粉外，不得涂抹其他任何油类等隔离物质，否则可能无法从混凝土中拔出。
2）在抽拔时禁止用铁丝或钢丝绳直接拴在抽拔棒上牵引，牵引时牵引力方向尽量与管道轴线方向一致，避免勒伤或与管口摩擦。抽拔棒使用后要清理表面杂物，并涂抹滑石粉后存放于阴凉处保存备用。正确的使用方法和保养能最大限度的提高其周转次数。
4）抽拔棒使用一段时间后要仔细检查，发现横向裂纹深度超过2mm的不能使用，纵向裂纹不影响使用。
5）抽拔时尽量连续抽拔，无法连续抽拔时用不带刃口的木塞塞紧棒体与孔壁之间，使抽拔棒回力时出孔部分不会回入孔内（木塞大小以不会随棒体回缩进入孔内为宜），然后转换吊点继续牵引并拔出。
6）埋入混凝土内的棒体内芯禁止渗入水泥浆，否则形成锚头无法拔出。
7）浇灌桩基混凝土时注意振捣密实，以免检桩时渗水无法正常测桩。如遇检桩孔道渗水时，在检桩过程中需不断的向孔内注清水。
8）橡胶棒抽拔成孔替代金属管预设成孔作为桩基超声波检测管，其关键是要做到从桩顶至桩底通直，保证两两声测管从桩顶到桩底距离相等，从而减少因管距误差造成检测误差。
5、抽拔断棒的处理
正常质量的抽拔棒在正确使用下一般不会被拔断，因正常拉拔力一般在其抗拉强度的10%以内。使用前检查抽拔棒裂口情况是非常必要的，发现横向裂口深度超2mm的抽拔棒不能使用（在每次拉拔时应注意观察损伤情况，因为在拉伸时便于观察。每次发现裂口应作好标记，并作出能否继续使用的判断）。当发生断棒时，断口（或裂口）在孔口以外时，转换吊点继续牵引直到全部拉出。当抽拔棒断入孔内时，断头较浅时可采取扩孔重新将其拉出，较深时只能采用钻孔的方法另设声测管孔。
桩基超声波检测中，采用橡胶抽拔棒成孔作为声测管，在两个换能器之间没有增加其他介质，因此对检测结果不应有任何影响。
四、混凝土桩基检测中声测孔道用抽拔成孔的法的经济效益
在混凝土桩基超声波缺陷检测中一般采用预设金属管作为超声波检测声测管，但金属管成本较高，同时浪费社会资源，利用橡胶抽拔棒成孔替代金属管作声测管具有较好的经济效益和社会效益。以φ55mm声测管径为例，设计上金属管壁厚一般采用3mm，每米金属管理论重量3.85kg，按目前市场价焊管达6000元/吨计算，每米金属管为23.08元。φ55mm橡胶抽拔棒目前市场价为95元/米，正常情况下可周转80次以上，按80次难销为1.19元/米。安装人工费和其他材料费两者相差不大。
在桥梁混凝土桩基超声检测中，声测管一般要求4根。根据上表两种工艺成本差，采用橡胶抽拔棒成孔每米桩基可节约成本79.64元左右，通过乌江特大桥实际使用结果表明共节约成本10万元。
