□□ 張 琪(山西建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002)

引言

可變式承力支盤擴底壓漿樁施工主要包括鉆孔、成盤、放鋼筋籠、灌注混凝土、后壓漿等主要內(nèi)容[1]，因其施工均在地下完成，故施工過程無法觀察，成樁后的情況只能利用超聲波對其進(jìn)行質(zhì)量和缺陷檢測，施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進(jìn)度。運用QC方法，在特殊土層施工可變式承力支盤擴底壓漿樁時采用了一系列措施，確保了施工質(zhì)量，并取得了相應(yīng)的成效。

1 工程概況

晉中市城區(qū)某住宅樓工程，結(jié)構(gòu)類型為剪力墻，地下2層，地上25層。樁基采用可變式承力支盤擴底壓漿樁，共有三種樁徑，承力盤的直徑分別為1 200 mm、1 400 mm；有效樁長分別為23 m、21.8 m。樁端和承力盤下進(jìn)行后壓漿，單樁總質(zhì)量宜控制在4 000 kg，壓漿壓力為4 MPa?？椎壮猎穸炔坏?100 mm。施工時未穿透地下水層，可采用干作業(yè)成孔。該工程地層情況特殊，天然地基為不均勻地基，且地基土由于含有大量鈣質(zhì)結(jié)核局部夾有粉砂透鏡體，樁基成孔后土層易縮頸或局部塌孔。

圖1 可變式承力支盤擴底注漿樁施工工藝流程圖

2 問題的提出

對一期工程(晉中市某小區(qū)11號住宅樓樁基工程)進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表1，另外，由調(diào)查得知，可變式承力支盤擴底壓漿樁的主控項目缺陷率為0。由表1可看出，一般項目中鋼筋籠箍筋間距的缺陷率為6%，鋼筋籠直徑的缺陷率為4%，樁頂標(biāo)高的缺陷率為34%，混凝土坍落度的缺陷率為8%，沉渣厚度的缺陷率為54%，盤位的缺陷率為2%?？梢姌俄敇?biāo)高和沉渣厚度缺陷率較大。

根據(jù)表1得出支盤樁質(zhì)量問題的頻數(shù)統(tǒng)計表，見表2。

根據(jù)表1和表2，繪制排列圖，如圖2所示。

從圖2可看出，目前影響支盤樁施工質(zhì)量的主要原因是沉渣厚度超差和樁頂標(biāo)高超差。

表1 支盤樁質(zhì)量問題調(diào)查表

表2 支盤樁質(zhì)量問題頻數(shù)統(tǒng)計表

圖2 支盤樁質(zhì)量問題排列圖

3 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，采用“頭腦風(fēng)暴法”，對沉渣厚度超差、樁頂標(biāo)高超差的問題進(jìn)行原因分析，形成關(guān)聯(lián)圖，如圖3所示。

4 要因確認(rèn)

由關(guān)聯(lián)圖共找出12條末端因素，并根據(jù)末端因素逐一進(jìn)行癥結(jié)分析，確認(rèn)是否為造成沉渣厚度超差、樁頂標(biāo)高超差的關(guān)鍵因素。

4.1 對工人技術(shù)交底不到位

通過對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，支盤樁操作工人對支盤樁技術(shù)了解，都能夠熟練操作。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.2 項目質(zhì)量管理措施不完善

通過現(xiàn)場調(diào)查，查看項目質(zhì)量管理措施，發(fā)現(xiàn)原先制定的質(zhì)量管理措施不完善，與施工存在差異，小組成員經(jīng)過反復(fù)討論，結(jié)合現(xiàn)場情況，完善了現(xiàn)場的質(zhì)量管理措施。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.3 惡劣天氣

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、分析，支盤樁在惡劣天氣施工必須做到以下幾點：

(1)在雨雪天施工必須采取預(yù)防措施，防止雨雪進(jìn)入樁孔?，F(xiàn)場可將樁孔部位墊高，設(shè)置排水溝，及時利用抽水設(shè)備排水。

(2)在風(fēng)速超過6級的大風(fēng)天氣施工，必須有防風(fēng)措施，現(xiàn)場可在樁孔周圍做臨時圍擋措施。

(3)由于樁基施工時已處于冬期施工尾聲，而且樁基施工均是地下作業(yè)，受溫度變化較小，必要時，可在樁頭部位埋置土方進(jìn)行混凝土的保溫。

確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.4 混凝土導(dǎo)管下放不垂直造成接頭碰撞鋼筋籠

(1)通過5號樓支盤樁鋼筋籠下放后，對標(biāo)高進(jìn)行檢查，可以看出，有一根樁出現(xiàn)偏差，經(jīng)過分析，采用以下措施：選用長度較長的混凝土灌注導(dǎo)管，盡量減少導(dǎo)管的接頭數(shù)量。增加一名與吊車司機配合的指揮人員，進(jìn)行現(xiàn)場指揮吊車。在吊運鋼筋籠時，捆綁應(yīng)使其居中受力，垂直下放。

圖3 關(guān)聯(lián)圖

(2)現(xiàn)場采取以上措施后，在剩余支盤樁施工中沒有發(fā)現(xiàn)偏差，可以保證混凝土導(dǎo)管接頭部位不碰撞鋼筋籠。

確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.5 混凝土灌注速度過快

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，在5號樓試樁(共5根)過程中發(fā)現(xiàn)，由于該工程地層的特殊性，工人澆筑樁的混凝土速度過快，造成支盤樁的鋼筋籠上浮現(xiàn)象嚴(yán)重，破樁后發(fā)現(xiàn)有4根樁的鋼筋籠存在上浮現(xiàn)象。但澆筑慢或成樁后放置時間較長，又造成塌孔或縮頸現(xiàn)象，二者存在矛盾。確認(rèn)為關(guān)鍵因素。

4.6 檢測工具未進(jìn)行檢定

現(xiàn)場查看，2套檢測工具均有檢定證書，且在有效期內(nèi)，經(jīng)現(xiàn)場檢測，檢測工具合格。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.7 標(biāo)高標(biāo)示采用電工膠帶

現(xiàn)場測試、測量發(fā)現(xiàn)，大部分鋼筋籠上的電工膠帶未脫落，部分有位移現(xiàn)象，造成標(biāo)高控制不準(zhǔn)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，采用油漆標(biāo)識的方法，有效地保證了標(biāo)高準(zhǔn)確無誤。以往只在樁鋼筋上做一個或兩個標(biāo)識，現(xiàn)在改為在樁頭鋼筋至少做4個標(biāo)識，采用以上方法后，沒有發(fā)現(xiàn)油漆有脫落和位移現(xiàn)象。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.8 工人業(yè)務(wù)水平

對某支盤樁施工班組所有操作人員進(jìn)行現(xiàn)場考核，發(fā)現(xiàn)有近一半的工人對鋼支盤樁混凝土施工不太了解，責(zé)任意識很差。對工人進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，通過培訓(xùn)，工人的業(yè)務(wù)水平有了明顯提高，可以滿足施工要求。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.9 地基土由于含有大量鈣質(zhì)結(jié)核局部夾有粉砂透鏡體

檢查《5號樓的巖土工程勘察報告》發(fā)現(xiàn)，該工程地層情況特殊，天然地基為不均勻地基，且地基土由于含有大量鈣質(zhì)結(jié)核局部夾有粉砂透鏡體，樁基成孔后土層易縮頸或局部塌孔。確認(rèn)為關(guān)鍵因素。

4.10 混凝土罐車運輸不連續(xù)

對5號樓11～13支盤樁6:00至次日5:00時間段混凝土罐車運輸情況進(jìn)行現(xiàn)場統(tǒng)計，并對攪拌站現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)混凝土罐車運輸不連續(xù)，攪拌站在早8點和晚7點進(jìn)行換班，運輸時間與當(dāng)?shù)厣舷掳鄷r間相沖突。根據(jù)以上情況，對支盤樁施工時間及時調(diào)整，同時，通知攪拌站負(fù)責(zé)人調(diào)節(jié)運輸時間，錯峰出行，可以有效避免混凝土罐車運輸間隔時間不超過20 min。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.11 鋼筋籠鋼筋焊接時間較長

由于采用9 m長的鋼筋，鋼筋焊接時間長，超過設(shè)定的目標(biāo)值，查看《5號樓施工圖紙》發(fā)現(xiàn)，該工程施工的樁基長度為23 m和21.8 m，而市場供應(yīng)的鋼筋定尺一般為9 m，鋼筋籠需要接長2次，混凝土澆筑等待時間較長。通過調(diào)整施工方案，采用12 m定尺的鋼筋進(jìn)行加工，減少焊接次數(shù)，同時增加一名焊工，大大縮短鋼筋籠焊接時間。采取以上措施后，鋼筋籠焊接時間都控制在10 min以內(nèi)。確認(rèn)為非關(guān)鍵因素。

4.12 機械洛陽鏟施工產(chǎn)生振動

現(xiàn)場驗證情況：在5號樓試樁(共5根)過程中發(fā)現(xiàn)，支盤樁成孔作業(yè)只是憑經(jīng)驗選擇機械洛陽鏟，但施工過程中發(fā)現(xiàn)，由于該工程地基土層的特殊性，機械洛陽鏟成樁過程中產(chǎn)生振動較大，且成樁時間較長，容易造成樁孔周邊塌孔或縮頸現(xiàn)象，成孔后發(fā)現(xiàn)有5根樁出現(xiàn)不同程度的塌孔和縮頸現(xiàn)象。確認(rèn)為關(guān)鍵因素。

通過對圖3中的12條末端因素進(jìn)行分析，確定出3條主要關(guān)鍵因素：混凝土灌注速度過快、地基土由于含有大量鈣質(zhì)結(jié)核局部夾有粉砂透鏡體、機械洛陽鏟施工產(chǎn)生振動。

5 制定對策及對策實施

從12條末端因素確定出3條關(guān)鍵因素，針對關(guān)鍵因素制定了相關(guān)的對策，并采取了相應(yīng)的措施，最后由結(jié)果確認(rèn)是否滿足目標(biāo)要求。

5.1 針對混凝土灌注速度過快采取措施

混凝土灌注由專人進(jìn)行操作，澆筑時，先慢后快，嚴(yán)格控制混凝土放料時間及用量，以≯5 min/樁的速度進(jìn)行控制為宜；施工過程中，配專業(yè)工長進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督檢查，認(rèn)真做好施工記錄[2]。

灌注完支盤樁混凝土后，對5號樓的東單元、中單元、西單元支盤樁的外露鋼筋標(biāo)高進(jìn)行了檢查，檢查結(jié)果顯示支盤樁樁頂合格率可以達(dá)到97.78%，達(dá)到目標(biāo)要求。

5.2 針對地基土由于含有大量鈣質(zhì)結(jié)核局部夾有粉砂透鏡體采取措施

支盤樁特殊工藝在于：成孔后進(jìn)行擠擴成盤工作，成盤過程中會產(chǎn)生較多的土方，再加上地質(zhì)條件復(fù)雜，土方產(chǎn)生較多。傳統(tǒng)的干作業(yè)成孔都是成孔后立即進(jìn)行清孔工作，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，第一次清孔工作放在擠擴成盤后進(jìn)行較為妥當(dāng)。清孔后使用檢孔器進(jìn)行沉渣厚度檢測，結(jié)合同類工程相關(guān)經(jīng)驗，確定將支盤樁即時清渣裝置掛在擠擴成盤機上，這種設(shè)計可消除大部分在成盤過程中產(chǎn)生的土方，有效減少清運土方工作量[2]，所選用的支盤樁即時清渣裝置如圖4所示。

圖4 支盤樁即時清渣裝置圖

針對地質(zhì)條件復(fù)雜問題，通過采取以上措施后，對現(xiàn)場5個支盤樁的樁孔進(jìn)行檢測孔底沉渣厚度(規(guī)范要求為±100 mm)，并對其效果進(jìn)行評價，檢查顯示，第一次清孔和第二次清孔這兩項合格率達(dá)到100%，滿足要求。

5.3 針對機械洛陽鏟施工產(chǎn)生振動采取措施

更換成孔機械；采用旋挖機進(jìn)行成孔作業(yè)，施工速度快，無振動。經(jīng)過試樁發(fā)現(xiàn)，旋挖機在該特殊土層成孔，通過鉆頭對土層進(jìn)行切削摩擦，可以有效避免成樁時產(chǎn)生塌孔和縮頸現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

針對機械選型不合理的問題，采取以上措施后，對5號樓試樁時采用機械洛陽鏟施工的5根支盤樁以及現(xiàn)場隨機抽取旋挖機施工的5根支盤樁的樁孔塌孔和縮頸分別進(jìn)行檢查，檢查顯示，使用旋挖機進(jìn)行支盤樁施工，成樁后沒有發(fā)生樁孔塌孔和縮頸現(xiàn)象，達(dá)到目標(biāo)要求。

5.4 效果檢查

通過采取以上措施，影響支盤樁施工的各主要因素都得到了有效控制，同時應(yīng)用到5號樓西單元和8號樓，得出支盤樁質(zhì)量合格率已由95%上升到97%。影響支盤樁施工質(zhì)量的問題已大幅減少，還存在的個別因素也已不再是影響支盤樁施工質(zhì)量的主要因素。

6 承載力試驗

對5號樓和8號樓成樁后的質(zhì)量進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示：5號樓單樁豎向抗壓極限承載力均滿足設(shè)計要求，72根樁經(jīng)過低應(yīng)變檢測均為Ⅰ類樁；8號樓樁的豎向抗壓極限承載力滿足設(shè)計要求，52根樁經(jīng)過低應(yīng)變檢測均為Ⅰ類樁和Ⅱ類樁，樁身完整性合格。

7 結(jié)語

在施工過程中，通過采取QC方法，按照PDCA循環(huán)工作原理開展現(xiàn)場質(zhì)量管理活動，提高了施工工序的控制力度和質(zhì)量，對支盤樁施工過程進(jìn)行探索，確定了在特殊土層適用于支盤樁的施工技術(shù)，為今后該地區(qū)類似工程施工提供參考。