梁生武， 馬少軍, 姜 楓

(1. 中國鐵路總公司工程管理中心, 北京 100038; 2. 中鐵六局集團(tuán)太原鐵建公司, 山西太原 030013; 3. 中鐵建工集團(tuán)有限公司西南分公司, 貴州貴陽 550002)

1 工程概況

新建北京至張家口鐵路清河站在清河站原址重建，位于北京市海淀區(qū)清河鎮(zhèn)，是2022年冬奧會(huì)的始發(fā)站。 新建站房工程總建筑面積134 712 m2，站房主體采用框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為雙向桁架形式，站臺(tái)雨棚為鋼結(jié)構(gòu)，承軌層為橋梁結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式主要為樁筏基礎(chǔ)。

工程于2017年6月9日開工建設(shè)，2019年6月30日滿足京張城際鐵路全線聯(lián)調(diào)聯(lián)試、試運(yùn)營要求，2019年11月30日達(dá)到整體運(yùn)營通車條件，項(xiàng)目總實(shí)施工期30個(gè)月，以爭創(chuàng)建筑業(yè)最高獎(jiǎng)“魯班獎(jiǎng)”為質(zhì)量目標(biāo)。樁基工程是地基與基礎(chǔ)工程中的重要部分，它的施工質(zhì)量對基礎(chǔ)的承載力、抗拔及抗震能力有較大影響。本工程3 960根樁基中2 830根均為1 m大樁徑50 m超長混凝土灌注樁，施工難度大、耗時(shí)久。

2 研究背景

2017年6月，通過對石家莊某工程進(jìn)行調(diào)研，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，共500個(gè)檢查點(diǎn)，一次驗(yàn)收合格點(diǎn)數(shù)436個(gè)，不合格64個(gè)，一次合格率87.2 %，結(jié)果見表1。

表1 混凝土灌注樁一次驗(yàn)收合格率調(diào)查

3 沉渣厚度關(guān)鍵因素分析

通過對依托工程施工中的實(shí)際數(shù)據(jù)采集(表2)，采用因果圖進(jìn)行原因分析，得出孔口對焊方法不合理測量方法不合理是造成沉渣厚度過大的要因(圖1～圖2、表3)。

表2 影響灌注樁一次驗(yàn)收合格率頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖1 影響混凝土灌注樁施工一次驗(yàn)收合格率排列(檢查總點(diǎn)數(shù)：500個(gè))

圖2 大樁徑超長混凝土灌注樁施工驗(yàn)收一次合格率因果

4 沉渣厚度控制優(yōu)化措施

4.1 鋼筋籠連接方法優(yōu)化

針對孔口對焊方法不合理問題，通過采用機(jī)械連接方式連接鋼筋籠，縮短鋼筋籠對接連接時(shí)間，減少沉渣沉積時(shí)間，從而減少沉渣厚度，保證沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)要求。

通過對10根樁統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，同樣是兩名工人操作的前提下，在雙螺套連接技術(shù)替換焊接技術(shù)后，由四個(gè)小時(shí)可縮短至0.5 h左右，極大的縮短鋼筋籠對接時(shí)間，減少了沉渣沉積時(shí)間，提高了工作效率，滿足目標(biāo)要求。

表3 要因確認(rèn)

4.2 采用超聲波成孔檢測儀

為了解決采用傳統(tǒng)方法測繩吊錘測量沉渣厚度造成的各自測量數(shù)據(jù)不同的問題，本工程采用超聲波成孔檢測儀，在混凝土澆筑前對孔深進(jìn)行檢測，與成孔時(shí)深度進(jìn)行對比，計(jì)算出沉渣厚度。

通過對10根樁統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，采用超聲波成孔檢測儀對孔深進(jìn)行檢測(圖3)，沉渣厚度能夠控制在設(shè)計(jì)值內(nèi)，提高了施工效率與驗(yàn)收合格率(表4、表5)。

圖3 現(xiàn)場采用超聲波成孔檢測儀進(jìn)行檢測

表5 對策實(shí)施后成孔效果檢查

5 沉渣厚度控制優(yōu)化措施效果評價(jià)

5.1 沉渣厚度能滿足設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量整體可控。

本工程樁基施工按優(yōu)化措施推廣實(shí)施后，大樁徑超長混凝土灌注樁施工驗(yàn)收一次合格率得到了明顯改善，驗(yàn)收一次合格率已達(dá)到96.6 %。通過對本工程A區(qū)、B區(qū)地下二層混凝土灌注樁施工情況進(jìn)行了檢查，并對合格率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表6～表7、圖4。

表6 混凝土灌注樁施工驗(yàn)收一次合格率調(diào)查

表7 影響質(zhì)量問題頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖4 對策實(shí)施前后排列圖(檢查總點(diǎn)數(shù)：1500個(gè))

從圖4可以看出，對策實(shí)施后，“沉渣厚度大于設(shè)計(jì)值”問題已從對策實(shí)施前的“關(guān)鍵的少數(shù)”，成為對策實(shí)施后的“次要的多數(shù)”。說明班組活動(dòng)所采取的改進(jìn)措施有效，現(xiàn)狀得到了較好的改善。

5.2 工程經(jīng)濟(jì)效益明顯

本工程樁基施工按優(yōu)化措施推廣實(shí)施后，節(jié)約了鋼筋籠對接時(shí)間。每根混凝土灌注樁焊接連接需多消耗0.875工日和0.437 5個(gè)25 t吊車臺(tái)班，每工日300元，每個(gè)25 t吊車臺(tái)班費(fèi)1 500元。由此可以得出每根混凝土灌注樁節(jié)省人工費(fèi)918.75元，2 725根混凝土灌注樁共節(jié)省人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)250余萬元(表8)。

((1-0.125)×300+(0.5-0.0625)×1500)×2725=2503593.75元

6 結(jié) 語

通過依托新建北京至張家口鐵路清河站工程，對大樁徑超長混凝土灌注樁施工的沉渣厚度控制進(jìn)行了施工優(yōu)化研究，得出的采用WL雙螺套新型鋼筋連接技術(shù)連接鋼筋籠和超聲波成孔檢測儀檢測沉渣厚度，可以有效降低施工中沉渣厚度，提高驗(yàn)收一次合格率到96.6 %，保證了樁基施工的效率和質(zhì)量，取得了明顯的工程經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，對于我國類似大樁徑超長混凝土灌注樁樁基施工具有借鑒和推廣意義。