桑 義（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司， 上海 200030）

0 引 言

武漢市軌道交通 7 號(hào)線一期工程第九標(biāo)段土建工程徐家棚站，布置于和平大道與秦園路交叉路口以西的秦園路下，位于和平大道西南側(cè)，與軌道交通 5 號(hào)線和 8 號(hào)線通道實(shí)現(xiàn)換乘。外包總長 217.36 m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬 25.3 m，站臺(tái)寬度為 15 m，車站中心里程基坑深度 34.16 m，小里程盾構(gòu)井基坑深度 35.962 m，大里程盾構(gòu)井基坑深度 35.53 m，主體基坑總面積 11 000 m2。

徐家棚站主體結(jié)構(gòu)為地下 4 層雙柱三跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)，采用蓋挖逆作法施工，圍護(hù)地下連續(xù)墻與主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻構(gòu)成“疊合墻”結(jié)構(gòu)，主要豎向承重構(gòu)件采用鋼管混凝土柱。

車站永久鋼管樁采用 72 根下部 Φ2 300 鉆孔樁+上部Φ1 000 鋼管柱的立柱支撐；下部 Φ2 300 鉆孔樁兼做抗拔樁，Φ1 000 鋼管柱兼做永久立柱。臨時(shí)立柱采用 16 根下部 Φ1 200 鉆孔樁+上部 Φ800 鋼管立柱、13 根下部 Φ1 200鉆孔樁+上部 Φ700 鋼管立柱和 45 根下部 1 000 地下連續(xù)墻+上部 Φ700 鋼管立柱。抗拔樁采用 C35 混凝土，鋼管柱均采用 C50 微膨脹混凝土。

徐家棚車站永久鋼管柱為主要承重構(gòu)件。設(shè)計(jì)要求永久鋼管柱定位垂直度偏差為≤L/1 000 mm (26 mm～31 mm)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，永久鋼管柱整體長度為 26 m～31 m；而現(xiàn)階段部分永久鋼管柱垂直度定位偏差達(dá) 29 mm～33 mm。控制情況不太理想。因此，如何在實(shí)際施工過程中有效控制鋼管柱定位垂直度，就成為一個(gè)急需解決的課題。本論文著眼于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和小組討論的方法，統(tǒng)計(jì)羅列主要的影響因子，再針對主要影響因素逐條制定解決辦法。

1 鋼管柱定位垂直度影響因素

對影響鋼管樁定位垂直度的主要影響因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在累計(jì) 18 次的抽測中發(fā)現(xiàn)：在影響鋼管樁定位垂直度的影響因素中，影響因素 A—作業(yè)人員操作不熟練，出現(xiàn) 1 次；影響因素 B—鋼管樁對接后垂直度偏差，出現(xiàn)4 次；影響因素 C—工具柱彎曲變形，出現(xiàn) 4 次；影響因素 D—螺旋千斤頂撐板未固定，出現(xiàn) 1 次；影響因素E—鉆孔樁成孔垂直度偏差，出現(xiàn) 3 次；影響因素 F—鋼管樁配種混凝土偏大，出現(xiàn) 1 次；影響因素 G—鉛錘質(zhì)量偏小，出現(xiàn) 1 次；影響因素 H—螺旋千斤頂腳撐板尺寸偏小，出現(xiàn) 1 次；影響因素 I—泥漿比重偏小，出現(xiàn)2 次。在發(fā)現(xiàn)的影響因素中，影響因素 A、影響因素 D、影響因素 F、影響因素 G 和影響因素 H 出現(xiàn)的頻率為 5.5%，影響因素 B 出現(xiàn)的頻率為 22.2%，影響因素 C 出現(xiàn)的頻率為 22.2%，影響因素 E 出現(xiàn)的頻率為 16.7%，I 出現(xiàn)頻率為11.1%。造成鋼管柱定位垂直度偏差難以控制的主要因素為：鋼管柱對接后垂直度偏差、工具柱彎曲變形、鉆孔樁成孔垂直度偏差和泥漿比重偏小 。

通過以上統(tǒng)計(jì)分析可知，影響鋼管樁定位垂直度的主要因素可以分為四個(gè)方面：一是人員因素，主要是作業(yè)人員操作不熟練；二是工藝方法，包括鋼管樁成孔垂直度偏差、鋼管柱配重混凝土偏大和泥漿比重偏小；三是材料工具，包括鉛錘質(zhì)量偏小和鋼管柱對接后垂直度偏差；四是測量，包括螺旋千斤腳撐板尺寸偏小和工具柱彎曲變形。影響鋼管柱定位垂直度的主要影響因素屬于工藝方法、材料工具和測量方面。針對這一情況，要將鋼管柱定位垂直度偏差控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)，就需要從這四個(gè)方面逐一制定確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

小組成員依據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)過多次充分的分析和討論后形成了一致意見，確認(rèn)了主要原因，并對各個(gè)原因分別設(shè)立確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。在通過現(xiàn)場調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、測量和分析等手段后，針對每種影響因素制定了確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

(1) 作業(yè)人員操作不熟練問題。運(yùn)用調(diào)查統(tǒng)計(jì)法，對現(xiàn)場定位操作工人進(jìn)行調(diào)查，確定其操作熟練程度。對鋼管柱定位作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，讓其熟練螺旋千斤頂?shù)亩ㄎ徊僮?；再次上崗仍不能勝任者，直接調(diào)換成有經(jīng)驗(yàn)的熟練工人。要求工程部在一周內(nèi)完成，確保所有操作工人熟練操作定位并熟悉相關(guān)注意事項(xiàng)。

(2) 鋼管柱對接后垂直度偏差問題。運(yùn)用測量分析法，經(jīng)監(jiān)理人員現(xiàn)場測量復(fù)核，共計(jì)有4根鋼管柱對接垂直度偏差較大，最終均造成鋼管柱定位垂直度偏差超標(biāo)。要求鋼管柱對接后對垂直度偏差進(jìn)行復(fù)核，對接后的垂直度偏差必須≤1 cm。

(3) 工具柱彎曲變形問題。運(yùn)用測量分析法對現(xiàn)場工具柱進(jìn)行量測，發(fā)現(xiàn)工具柱在吊裝使用 2～3 次后，彎曲變形明顯。有 4 根工具柱直徑的變形超過 1 cm，最大處為 1.6 cm。要求工具柱使用后及時(shí)復(fù)測，工具柱直徑彎曲變形量必須≤1 cm。

(4) 螺旋千斤頂撐板未固定問題。監(jiān)理人員在運(yùn)用現(xiàn)場觀察法對鋼管柱定位復(fù)核時(shí)發(fā)現(xiàn)，鋼管柱 GZ7-4 二次定位時(shí)，螺旋千斤頂撐板跟著絲桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，影響了鋼管柱定位調(diào)節(jié)。要求下部螺旋千斤頂增加一個(gè)軸承以固定腳撐，防止腳撐板跟著絲桿一同轉(zhuǎn)動(dòng)。

(5) 鉆孔樁成孔垂直度偏差問題。運(yùn)用現(xiàn)場檢測法，通過現(xiàn)場超聲波成孔檢測發(fā)現(xiàn)，鉆孔樁 GZ7-2、GZ7-3、GZ7-7在成孔 30 m～35 m 的垂直度偏差為 25 cm～30 cm，偏差較大；雖及時(shí)進(jìn)行了修壁，但是對鋼管柱垂直度定位造成了影響。要求進(jìn)行超聲波成孔檢測，確保成孔垂直度偏差≤L/300 mm。

(6) 鋼管柱配重混凝土偏大問題。監(jiān)理人員運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析法進(jìn)行下孔檢查發(fā)現(xiàn)，在鋼管柱配重高度為 13 m 時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)困難，影響了垂直度定位調(diào)節(jié)。要求在滿足抗浮要求的前提下，作業(yè)人員下孔能夠在正常條件下轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿。

(7) 鉛垂質(zhì)量偏小問題。在現(xiàn)場運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查法調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2 kg 的鉛垂在 20 m 左右高度時(shí)的穩(wěn)定性不夠，對作業(yè)人員的定位造成了一定影響。要求將鉛垂質(zhì)量由 2 kg 增大至 5 kg；能保證鉛垂在 20 m 高度時(shí)的定準(zhǔn)性。

(8) 螺旋千斤頂腳撐板尺寸偏小問題。監(jiān)理人員運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查法，下孔對螺旋千斤頂定位調(diào)節(jié)進(jìn)行復(fù)查，確保撐板與孔壁的完全接觸和螺桿的有效調(diào)節(jié)。檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GZ7-4 的撐板尺寸較小且嵌入孔壁中，造成絲桿難以調(diào)節(jié)。要求螺旋千斤頂在定位調(diào)節(jié)時(shí)，腳撐板能與鋼管樁孔壁完全接觸，確保螺桿能有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(9) 泥漿比重偏小問題。鉆孔樁成孔后，運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查法，及時(shí)地對現(xiàn)場的成孔質(zhì)量進(jìn)行了檢測。發(fā)現(xiàn)泥漿比重偏小且 ZJ7-1 和 GZ7-11 在 30 m～35 m 處存在局部坍孔現(xiàn)象，給人工下孔定位造成了較大困難。要求鉆孔樁成孔后，螺旋千斤頂定位部位不允許出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。

2 針對主要影響因素進(jìn)行控制

2.1 鋼管柱對接垂直度偏差問題

在鋼管柱對接前，通過托架及千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且運(yùn)用鋼尺及水準(zhǔn)儀對鋼管柱進(jìn)行第一次垂直度復(fù)測，如垂直度偏差較大則及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；在鋼管柱對接完成后，進(jìn)行二次垂直度復(fù)測。在工具柱對接完成后，進(jìn)行第三次垂直度復(fù)測，確保工具柱與鋼管柱的對中，并對鋼管柱與工具柱連接處的法蘭進(jìn)行密封處理。

在監(jiān)理人員對鋼管柱對接前和對接后的垂直度多次進(jìn)行復(fù)核后，鋼管柱對接后的垂直度偏差得到了明顯改善，最大垂直度偏差為 8 mm。

2.2 工具柱彎曲變形問題

工具柱使用完后，監(jiān)理人員及時(shí)對工具柱的周長及直徑彎曲變形量進(jìn)行復(fù)測。對直徑彎曲變形量超過 1 cm 的工具柱及時(shí)進(jìn)行了更換，同時(shí)對新加工的工具柱在吊環(huán)處增加了一道法蘭。提高了工具柱的抗拉性能，減小了工具柱的彎曲變形。

監(jiān)理人員對工具柱及時(shí)復(fù)測并采取控制措施后，工具柱彎曲變形量明顯減小，最大變形量為 9 mm。

2.3 鉆孔樁成孔垂直度偏差問題

旋挖鉆在成孔過程中，每 20 m 進(jìn)行一次超聲波檢測，確保成孔垂直度偏差滿足 L/300 mm 的要求；如偏差較大應(yīng)及時(shí)更換小鉆頭進(jìn)行孔壁的修復(fù)。

在增加鉆孔樁成孔垂直度復(fù)測及修壁后，鉆孔樁成孔的最大垂直度偏差為 23 mm, 鉆孔樁成孔垂直度均符合設(shè)計(jì)偏差 L/300 mm 的要求。

2.4 泥漿比重偏小問題

鋼管樁成孔后，及時(shí)更換新鮮泥漿，將泥漿比重控制在 1.1～1.15。終孔后，及時(shí)抽查泥漿比重并對孔深進(jìn)行超聲波檢測，確保螺旋千斤頂定位部位無坍孔問題。

對策實(shí)施后，經(jīng)監(jiān)理人員調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析：在鉆孔樁成孔后更換新鮮泥漿并調(diào)大比重后，鉆孔樁未出現(xiàn)坍孔問題；在鋼管柱定位過程中，未出現(xiàn)鋼管柱上浮的現(xiàn)象。

通過監(jiān)理小組成員的不懈努力，大家對此次 QC 活動(dòng)所取得的效果進(jìn)行了全面的檢查。期間完成立柱鋼管樁 24根，對策實(shí)施后，鋼管柱定位垂直度偏差均在 2 cm 以內(nèi)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

重新編制的《鋼管柱定位施工監(jiān)理控制要點(diǎn)》實(shí)施后，QC 小組人員嚴(yán)格按照控制要點(diǎn)實(shí)施：按照要求對鋼管柱對接垂直度進(jìn)行復(fù)測；及時(shí)對工具柱彎曲變形進(jìn)行檢查；按照要求多次對鉆孔樁進(jìn)行成孔超聲波檢測；及時(shí)抽測并調(diào)整泥漿比重；在后期鋼管柱定位施工中，已經(jīng)將鋼管柱垂直度偏差基本控制在 20 mm 以內(nèi)。

3 結(jié) 語

此次 QC 活動(dòng)開展后，有效提高了永久鋼管柱的定位垂直度，同時(shí)也減小了鋼管樁的施工成本。該項(xiàng)成果的取得，傾注了監(jiān)理小組全體人員的智慧和心血，為今后類似工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。通過本 QC 小組此次務(wù)實(shí)、規(guī)范的 PDCA 循環(huán)，監(jiān)理小組全體人員在如何開展 QC 活動(dòng)、如何正確利用科學(xué)規(guī)范的質(zhì)量控制方法等方面得到了進(jìn)一步的鍛煉。本次活動(dòng)的成功，大大地增強(qiáng)了各成員對質(zhì)量管理的信心和決心。在實(shí)際工作中將 QC 活動(dòng)和項(xiàng)目實(shí)際情況相結(jié)合，注重創(chuàng)新創(chuàng)效，體現(xiàn)專業(yè)技術(shù)和管理技術(shù)的結(jié)合，用數(shù)據(jù)說話，善于發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法指導(dǎo)施工，有利于更加深入地開展全面質(zhì)量管理活動(dòng)。

徐家棚站為武漢軌道交通 7 號(hào)線與軌道交通 5 號(hào)線和8 號(hào)線的換乘站，地處武漢交通繁忙地段，工程為蓋挖逆作法施工。工程作為全國軌道交通車站深基坑施工的一次實(shí)踐，具有很高的社會(huì)影響力和借鑒意義。本次 QC 課題的成功，不僅節(jié)約了鋼管柱定位施工的成本，更解決了傳統(tǒng)施工工藝(鋼管柱人工定位)垂直度偏差較大的技術(shù)難題。此舉贏得了武漢地鐵公司各級領(lǐng)導(dǎo)的高度贊揚(yáng)和好評，為上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司在武漢市軌道交通建設(shè)中樹立了良好的形象。