田小明（上海寶鋼工程咨詢有限公司， 上海 201900）

1 工程概況和特點

某項目附建式人防地下室基坑圍護(hù)工程，基坑開挖面積 5 957 m2，基坑周長 535 m，基坑開挖深度 5.75 m～ 6.95 m，局部電梯井和集水井處落深開挖深度為 6.75 m～ 7.65 m?；影踩燃墳槿?，環(huán)境保護(hù)等級為二級?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)體系選擇在連續(xù)套接的 Ф850@600 mm 三軸水泥土攪拌樁內(nèi)，沉入 H650×300@600 mm 強(qiáng)度等級 C50 預(yù)制鋼筋混凝土 H 型構(gòu)件，形成復(fù)合水泥土攪拌墻擋土截水結(jié)構(gòu)。

該基坑工程周邊環(huán)境復(fù)雜，平面布置不規(guī)則，場地狹窄，地下水位較高；周邊建筑物、道路和給水、污水、雨水、電力、天然氣、電信光纜等管線與基坑間距較近?？紤]到施工場地機(jī)械回轉(zhuǎn)條件、基坑的使用要求等因素，如果選用可回收重復(fù)使用的 H 型鋼，當(dāng)拔起 H 型鋼時，起重機(jī)械必須在地下室頂板占位，就要對地下室頂板采取加固措施，這會增加成本投入，也會影響工期效率，為此應(yīng)用 H 型構(gòu)件水泥土攪拌墻。其特點如下：構(gòu)件由工廠定型化生產(chǎn)，沒有現(xiàn)場切割、焊接工序，進(jìn)場直接沉樁，無泥漿、弧光、噪聲等污染，占用施工空間少，對周邊環(huán)境影響小，施工速度快且效率高；應(yīng)用單節(jié)長度 ≤18 m 的預(yù)制 H 型構(gòu)件，單節(jié)重量在 4.7 t～5.3 t 之間，具有運輸容易、起吊方便、成本較低的特點；施工時不受天氣影響，可在雨天作業(yè)；因 H 型構(gòu)件不再拔出回收，既不必涂裝減摩劑、安排拔出后的空隙注漿填充等工序，也不必考慮起拔機(jī)械占位、起拔后對周邊建構(gòu)筑物的影響等問題。

該基坑的自然地面標(biāo)高為－0.90 m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻H型構(gòu)件頂標(biāo)高為－1.05 m，構(gòu)件長度分別為 14.75 m （底標(biāo)高－15.80 m）和 13.25 m（底標(biāo)高－14.30 m）?；又ёo(hù)體系設(shè)置一道鋼筋混凝土強(qiáng)度等級為 C35 圍檁支撐，圍檁與 H 型構(gòu)件樁頂端連接。

2 成品 H 型構(gòu)件質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

2.1 確定進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

施工前，監(jiān)理參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》和 DG/TJ08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)條款規(guī)定，結(jié)合 H 型構(gòu)件特征，分析進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件質(zhì)量控制要素和施工主要工序，明確進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件外觀和外形尺寸的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，把好每一根進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件的質(zhì)量控制關(guān)。確定進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，如表 1 所示。

當(dāng) H 型構(gòu)件材質(zhì)和截面特征與 H 型鋼存在差異，確定外形質(zhì)量檢驗允許偏差時，H 型構(gòu)件必須標(biāo)識醒目唯一編碼，以防施工時搞錯不同位置的不同樁身長度。確定進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件外形尺寸質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，如表 2 所示。

表 1 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

表 2 H 型構(gòu)件外形尺寸質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

2.2 建議 H 型構(gòu)件截面配筋、加裝護(hù)邊角鋼等的改進(jìn)措施

2.2.1 H 型構(gòu)件截面配筋兩側(cè)一致

選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 H 型圍護(hù)樁預(yù)制構(gòu)件，按照 2016 滬 G/T—507《混凝土 H 型圍護(hù)樁構(gòu)件圖集》依據(jù)受力性能彎矩設(shè)計值，構(gòu)件截面在迎坑面（坑內(nèi)）的預(yù)應(yīng)力鋼筋規(guī)格數(shù)量，大于迎土面（坑外）的預(yù)應(yīng)力鋼筋規(guī)格數(shù)量；H 型構(gòu)件除了樁尖和樁頂兩端有區(qū)別以外，樁身外觀截面統(tǒng)長一樣，僅樁身長度不同。在成樁試驗中發(fā)現(xiàn)，H 型構(gòu)件沉樁定位偏差較大，相鄰 H 型構(gòu)件浮起糾偏困難，必須吊起 H 型構(gòu)件重新定位和重新沉樁，導(dǎo)致 H 型構(gòu)件上醒目標(biāo)注的“迎土面”“迎坑面”標(biāo)識被水泥土包裹污染而無法辨識，這將危及圍護(hù)墻施工質(zhì)量，留下安全隱患。為了解決現(xiàn)場作業(yè)時難以區(qū)分 H 型構(gòu)件是迎土面配筋還是迎坑面配筋的問題，必須向有關(guān)單位提出調(diào)整建議，即對 H 型構(gòu)件的迎土面和迎坑面的樁身配筋一致，從源頭上避免了現(xiàn)場作業(yè)時對構(gòu)件截面方向的判斷錯誤，從而保障了圍護(hù)墻的施工質(zhì)量。

2.2.2 H 型構(gòu)件兩端四角加裝護(hù)邊角鋼

施工過程中，運輸、起吊過程作業(yè)對樁身樁頂或樁尖的磕損現(xiàn)象防護(hù)不當(dāng)，造成 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量缺陷，如混凝土保護(hù)層剝落、露筋、磕損深度≥10 mm 等。為了加強(qiáng)防護(hù)，監(jiān)理向有關(guān)單位提出建議，要求 H 型構(gòu)件在樁身兩端 1 m 范圍內(nèi)加裝四角護(hù)邊角鋼，避免在脫模、運輸、起吊、駁運等過程中磕損樁身棱角。

2.2.3 部分 H 型構(gòu)件預(yù)留測斜管安裝孔

施工過程中，由于 H 型構(gòu)件預(yù)制時未在樁身上設(shè)置預(yù)埋件或預(yù)留孔，因而在沉樁過程中不利于安裝綁扎用于固定基坑監(jiān)測的測斜管，后續(xù)將增加監(jiān)測測斜管的鉆孔安裝工序。為此，監(jiān)理向制作單位建議，在 H 型構(gòu)件樁身中部腹板位置，每隔 3 m～4 m 預(yù)留 Ф30 mm 孔洞，用于綁扎固定測斜管；但不必每根樁身都設(shè)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測斜管布置需求而定。

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2.3 進(jìn)場成品H型構(gòu)件質(zhì)量控制措施

2.3.1 成品 H 型構(gòu)件吊運、分類堆放防護(hù)措施

監(jiān)理對每批次進(jìn)場成品 H 型構(gòu)件在起吊和分類放置等過程中進(jìn)行檢查，構(gòu)件臨時堆放場地預(yù)先壓實平整，以確保滿足構(gòu)件堆放承載力的要求。起吊構(gòu)件時，必須使用專用夾持器，并與樁身夾持部位尺寸相匹配，且保證足夠的夾持長度，以免樁身夾持部位混凝土被夾碎或滑動。構(gòu)件吊起后，必須保證構(gòu)件垂直，在駁運過程中不變形；必須注意構(gòu)件不擦碰地面等任何障礙物。堆放作業(yè)時，要求構(gòu)件按吊鉤朝上方向放置，嚴(yán)禁構(gòu)件腹板平放起吊。構(gòu)件短駁、起吊作業(yè)必須輕起吊、輕放置，要求每節(jié)樁身堆放必須設(shè)置墊塊，以防構(gòu)件滑動、傾斜，造成碰撞和失穩(wěn)滾落等事故；禁止各樁身堆疊放置等，以免引起碰撞而造成損壞。為了避免疊放堆垛和減少駁運次數(shù)，要求每批次進(jìn)場樁身節(jié)數(shù)與當(dāng)天施工生產(chǎn)數(shù)量保持吻合。構(gòu)件卸車臨時堆放點與沉樁位置應(yīng)保持一定的距離，應(yīng)按照樁身分類編碼和施工順序進(jìn)行安排，以滿足沉樁時最短距離駁運的需要等，有效落實對構(gòu)件駁運的防護(hù)措施。

2.3.2 成品 H 型構(gòu)件外觀和外形尺寸質(zhì)量檢驗

監(jiān)理組織有關(guān)單位按照明確的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，共同對每段構(gòu)件混凝土澆筑成型的密實性、整體性，每段構(gòu)件混凝土表面顏色的一致性，以及缺陷點包括麻面漏漿、表面露筋、表面裂縫等進(jìn)行檢驗和檢查；對不符合質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求的 H 型構(gòu)件，如樁身和樁端受撞擊損壞部位露筋超標(biāo)的、樁身棱角磕碰而導(dǎo)致混凝土局部磕損體積≥64 cm2嚴(yán)重超標(biāo)的、部分構(gòu)件樁身損壞體積過大的、工廠自行修補(bǔ)后致局部混凝土色差嚴(yán)重的等，都要隔離其標(biāo)識并剔除退場，直到確認(rèn)達(dá)到外觀質(zhì)量、外形尺寸檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求以后，方可進(jìn)行 H 型構(gòu)件圍護(hù)墻施工，以消除危及基坑圍護(hù)墻的質(zhì)量隱患。

施工過程中，之所以重視對每根 H 型構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量控制，將不合格構(gòu)件剔除，是因為外觀質(zhì)量缺陷超標(biāo)的 H 型構(gòu)件會降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力。如果在打入前及時發(fā)現(xiàn)構(gòu)件超標(biāo)缺陷，就能避免其開挖受力后變形而影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。換句話說，如果圍護(hù)體局部質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求，或者局部一根 H 型構(gòu)件受力變形，就會導(dǎo)致連為一體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱點，從而影響整片圍護(hù)體的抵抗土壓力和水壓力基坑支護(hù)體系功能，導(dǎo)致局部滲漏、垮塌等質(zhì)量缺陷，進(jìn)而引發(fā)安全隱患。

3 沉樁過程質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

3.1 明確 H 型構(gòu)件沉樁施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

施工之前，監(jiān)理參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 6.2.7 條“型鋼插入允許偏差”和 DG/TJ 08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》第 9.4.17 條“插入型鋼的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)”等規(guī)定，結(jié)合 H 型構(gòu)件的工廠定型制作和截面特點，明確 H 型構(gòu)件不允許沒有長度標(biāo)識，確保不同樁位、不同長度不發(fā)生混淆；明確平行和垂直于基坑邊線允許偏差，在沉入過程中必須采用可靠牢固的定位導(dǎo)向架，必須采取保證垂直度和標(biāo)高的措施；明確定制鋼筋專用定位夾，用于牢固連接已沉好的 H 型構(gòu)件，并保證其固定間距。H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所示。

表 3 H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

3.2 建議調(diào)整水泥土攪拌樁水灰比

在施工開始階段，當(dāng)三軸攪拌樁施工完成后，在 10 min～ 20 min 內(nèi)沉入 H 型構(gòu)件，發(fā)現(xiàn)若利用H型構(gòu)件自重沉入，則達(dá)不到設(shè)計標(biāo)高；只有采取攪拌機(jī)頭輔助措施下沉，才能達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。檢查機(jī)械并經(jīng)核查確認(rèn)，水泥漿液配比有自動控制系統(tǒng)嚴(yán)格保證，漿液泵送量與攪拌下沉和提升速度、次數(shù)相匹配，未出現(xiàn)夾心層或斷漿等異常情況。

基坑支護(hù)三軸水泥土攪拌樁深度在黏性土范圍。參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 4.1.5 條和 DG/TJ08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》第 9.4.3 條，水泥用量和水灰比應(yīng)結(jié)合土質(zhì)條件和機(jī)械性能等指標(biāo)通過現(xiàn)場試驗確定，且應(yīng)符合三軸水泥土攪拌樁材料用量和水灰比參考表的規(guī)定。對照該參考表，若土質(zhì)條件為黏性土，單位被攪土體中的水泥用量≥360 kg/m3，則水灰比為 1.5～2.0；無論是依靠自重還是必要的輔助設(shè)備將構(gòu)件插入到位，水灰比都應(yīng)盡量取小值。

分析施工方案可知，漿液水灰比≤1.5，略偏小。原因在于預(yù)制混凝土 H 型構(gòu)件表面干燥，吸水率較大，比采取減摩措施的 H 型鋼摩阻力要大，構(gòu)件自重沉入效果不佳。

為了保證 H 型構(gòu)件自重沉入質(zhì)量控制效果，監(jiān)理向有關(guān)單位提出以下建議：將三軸水泥土攪拌樁水灰比調(diào)整為 1.5～2.0，并保證水泥用量的漿液配比。通過調(diào)整水灰比的現(xiàn)場試驗，確定水灰比為 1.8～2.0，依靠 H 型構(gòu)件自重沉入作業(yè)過程順暢。經(jīng)各有關(guān)單位共同確認(rèn)，該參數(shù)作為指導(dǎo)三軸水泥土攪拌樁后續(xù)施工的依據(jù)。在嚴(yán)格保證水泥漿液灌入量的前提下，進(jìn)行水泥土現(xiàn)場見證取樣，經(jīng)過 28 d 的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期，水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測報告和現(xiàn)場鉆芯取樣樁身強(qiáng)度檢測結(jié)果均顯示 ＞ 0.8 MPa，滿足設(shè)計要求。

3.3 H 型構(gòu)件沉樁施工質(zhì)量控制措施

施工過程中，按照共同確定的 H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，著重控制 H 型構(gòu)件標(biāo)識，以及樁身的垂直度、標(biāo)高和間距。監(jiān)理組織有關(guān)單位檢查測量等專業(yè)人員的有效持證情況，核查經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺和量角器等有效的年檢校準(zhǔn)證書，查證專用定位夾尺寸，明確工序質(zhì)量檢驗項目、允許偏差、檢查數(shù)量和檢查控制方法，并向主要施工人員進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量交底，形成《 H 型構(gòu)件施工技術(shù)質(zhì)量交底記錄》。

H 型構(gòu)件沉樁施工時，必須注意參照《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 5.4.3 條“嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊型鋼并松鉤下落的插入方法”，結(jié)合 H 型構(gòu)件截面特征，防止沉樁偏位歪斜，破壞圍護(hù)樁身及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和連續(xù)性。H 型構(gòu)件就位后，利用三軸攪拌機(jī)架定位裝置進(jìn)行控制，依靠構(gòu)件自重沉入攪拌樁內(nèi)；若光靠個別構(gòu)件自重沉入達(dá)不到設(shè)計標(biāo)高，則采取攪拌機(jī)頭輔助構(gòu)件下沉以達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。在 H 型構(gòu)件沉入過程中，確保攪拌樁施工完成后 30 min 間隙時間內(nèi)沉入 H 型構(gòu)件，沉樁過程必須隨時觀察、及時調(diào)整，保證 H 型構(gòu)件在平行與垂直基坑邊線兩個方向的定位誤差和垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。

在三軸水泥土攪拌樁溝槽垂直和平行方向設(shè)置一組牢固的定位鋼支架，用于固定 H 型構(gòu)件施工沉入的具體平面位置與方向。定位鋼支架必須準(zhǔn)確固定，平面定位允許偏差平行基坑邊線 50 mm 和垂直基坑邊線 10 mm，并校正其水平度；將 H 型構(gòu)件頂部中心對準(zhǔn)樁位中心并沿定位鋼支架，同步使用經(jīng)緯儀或線錘控制 H 型構(gòu)件沉入的垂直度。驗證達(dá)到垂直度標(biāo)準(zhǔn)要求后，H 型構(gòu)件徐徐垂直沉入水泥土攪拌樁內(nèi)，利用事先標(biāo)記好的標(biāo)識，復(fù)核控制 H 型構(gòu)件的樁頂標(biāo)高。

4 結(jié) 語

為了保證 H 型構(gòu)件水泥土攪拌墻的工程質(zhì)量，監(jiān)理協(xié)調(diào)明確 H 型構(gòu)件的外觀質(zhì)量、外形尺寸的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了構(gòu)件的外觀質(zhì)量、外形尺寸和施工質(zhì)量。在實施過程中，監(jiān)理針對 H 型構(gòu)件截面配筋、預(yù)留測斜管安裝孔、兩端四角加裝護(hù)邊角鋼等提出了改進(jìn)措施并得到響應(yīng)，使得有關(guān)單位從制作、運輸、堆放等源頭落實改進(jìn)樁身的防護(hù)措施，確保有效控制 H 型構(gòu)件的質(zhì)量，并符合業(yè)主方成本和工期的需求。在 H 型構(gòu)件沉樁過程中，通過落實質(zhì)量控制和水泥土攪拌樁水灰比調(diào)整等改進(jìn)措施，順利實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，取得了良好的施工效果。