蔣 偉(蘇州建設(shè)監(jiān)理有限公司, 江蘇 蘇州 215002)
某工程位于蘇州高新區(qū)長江路與竹園路交界處,占地面積2.7萬m2,總建筑面積15萬m2,總投資6億元。工程包括南、北兩座塔樓,北塔樓地上44層,建筑面積7.4萬m2,高212 m;南塔樓地上28層,建筑面積3.3萬m2,高約140 m;2層地下室,建筑面積3萬m2?;用娣e1.3萬m2,周長約510 m,東西寬約96 m,南北長約170 m。
1.2.1 地連墻主要設(shè)計指標(biāo)
本項目有31幅地連墻,每幅槽段長6 m,深21 m~23 m,厚0.8 m,混凝土抗壓、抗?jié)B強度為C35P10。
1.2.2 項目地連墻特點
(1)本項目地連墻形式除直線槽外還有異形槽。直線槽27幅,異形槽4幅,形狀呈L型,角度分別有90°、154°和155°。
(2)本項目地連墻接頭采用工字形型鋼接頭。地連墻接頭為H型鋼+2 mm厚止?jié){板,工字鋼規(guī)格700 mm×300 mm×10 mm×13 mm。
(3)本項目地連墻采用墻趾后注漿工藝。要求每幅槽段設(shè)置2根φ48mm墻趾注漿管。
(1)本項目深基坑支護(hù)形式多樣、不對稱。周邊情況復(fù)雜,有河流,有已建成的商貿(mào)中心、人防地下室、盾構(gòu)保護(hù)區(qū)等建筑物,且距離比較近。東側(cè)基坑邊距商貿(mào)中心13.37 m;南側(cè)基坑邊距地下二層盾構(gòu)保護(hù)區(qū)4.75 m;西側(cè)基坑邊距河流最近處6.16 m;北側(cè)基坑邊地下二層人防車庫3.7 m。
(2)本項目深基坑臨近軌道交通?;幽蟼?cè)地連墻臨近蘇州軌道交通1號線,最近距離26.03 m,在50 m控制紅線范圍內(nèi),介于本項目的特殊性和重要性,除了進(jìn)行建設(shè)領(lǐng)域的深基坑支護(hù)工程設(shè)計方案、施工方案專家論證外,還分別在2011年6月11日和2013年6月27日通過了深基坑軌道交通設(shè)計方案、深基坑軌道交通專項施工方案專家論證。
(3)本項目地連墻作業(yè)區(qū)域內(nèi)地下障礙物較多。本項目地塊周圍已建建筑較密集,且已建建筑地下室均是深基坑,地連墻作業(yè)區(qū)域內(nèi)地下障礙物包括廢棄的圍護(hù)樁、三軸攪拌樁、土釘、大量的建筑垃圾等,給地連墻施工帶來了一定難度。
導(dǎo)墻雖然是地連墻槽段開挖前沿墻面兩側(cè)構(gòu)筑的重要的臨時結(jié)構(gòu),但卻是地連墻順利施工的首要條件。施工單位一般對導(dǎo)墻的重要性認(rèn)識較片面,而一旦施工質(zhì)量存在瑕疵,將可能給后道工序留下地面沉降、槽壁垂直度不滿足要求、鋼筋籠吊放困難、甚至槽壁坍塌的風(fēng)險。
導(dǎo)墻首道工序要精心施工,確?!叭取保磸姸?、剛度和精度。需要強調(diào)的是,導(dǎo)墻應(yīng)建造在堅實的地基上或進(jìn)入原狀土層300 mm以上,成槽機作業(yè)側(cè)的導(dǎo)墻主筋應(yīng)與路面鋼筋連接形成整體澆筑混凝土,導(dǎo)墻凈距應(yīng)比地連墻厚度寬40 mm~60 mm,在轉(zhuǎn)角處導(dǎo)墻根據(jù)需要外放200 mm~500 mm,確保地連墻在轉(zhuǎn)角處的斷面完整。本項目在實施時轉(zhuǎn)角處外放220 mm,有效地保證了斷面的完整性。
泥漿是地連墻成槽槽壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵,具有護(hù)壁、攜渣、冷卻機具和切土潤滑的作用,因此泥漿的質(zhì)量是監(jiān)理重點控制內(nèi)容之一。不同地區(qū)、不同地質(zhì)水文條件、不同施工設(shè)備等對泥漿的性能指標(biāo)都有不同的要求,為了達(dá)到最佳護(hù)壁效果,應(yīng)根據(jù)實際情況由試驗確定泥漿最優(yōu)配合比。泥漿配合比可參考表1進(jìn)行控制。
表1 泥漿配合比
本項目在黏土地層中泥漿重量配合比試配為水∶膨潤土∶CMC∶純堿=100∶9.1∶0.01∶0.3,其中膨潤土、純堿為部優(yōu)產(chǎn)品山東省濰坊市駙馬營膨潤土廠產(chǎn)品,CMC為賽璐品牌。
本項目泥漿質(zhì)量的性能指標(biāo),按表2的要求進(jìn)行監(jiān)控。
表2 泥漿質(zhì)量的性能指標(biāo)
除了要嚴(yán)格控制泥漿的性能指標(biāo)外,筆者認(rèn)為測試頻率也是重要環(huán)節(jié),本項目泥漿測試做法如下:
(1)新漿拌制后靜置24 h,測一次全項目,包括比重、黏度、含砂率和pH;
(2)在成槽過程中,一般每進(jìn)尺1 m~5 m或每4 h測定一次循環(huán)泥漿比重和黏度;
(3)挖槽結(jié)束及刷壁完成后,分別取槽內(nèi)上、中、下三段的泥漿,進(jìn)行循環(huán)泥漿比重、黏度、含砂率和pH的指標(biāo)驗收,并作好記錄;
(4)在清槽結(jié)束澆灌混凝土前測一次循環(huán)泥漿比重、黏度,然后再澆灌混凝土。
地連墻各道施工工序環(huán)環(huán)相扣,相互影響,相互制約。泥漿的質(zhì)量關(guān)系到槽壁的穩(wěn)定性,成槽的質(zhì)量將直接影響鋼筋籠能否順利吊放。成槽施工是地連墻施工非常重要的工序,成槽的質(zhì)量直接影響地連墻質(zhì)量。成槽工期約占地連墻工期的一半,提高成槽效率是縮短工期的關(guān)鍵。為全面把控成槽施工關(guān)鍵工序的施工質(zhì)量,本項目從槽壁穩(wěn)定性、成槽精度和刷壁清基三方面入手。
(1)槽壁穩(wěn)定性。地連墻施工保持槽壁穩(wěn)定防止槽壁坍方十分關(guān)鍵,一旦發(fā)生坍方,不僅可能造成“埋機”危險、機械傾覆,而且還將引起周圍地面沉陷,影響到鄰近建筑物及地下管線的安全。如果坍方發(fā)生在鋼筋籠吊放后或澆筑混凝土過程中,將造成墻體夾泥缺陷,甚至使墻體內(nèi)外貫通,成為今后發(fā)生管涌的隱患。影響槽壁穩(wěn)定的因素分內(nèi)因和外因兩個方面,內(nèi)因主要包括泥漿性能、地質(zhì)條件、地下水位以及槽段劃分尺寸、形狀等,外因主要包括成槽開挖機械、地面超載、開挖時間以及槽段施工順序等。本項目為保證槽壁穩(wěn)定新采取的技術(shù)措施如下。
①加強、加大泥漿的質(zhì)量控制,做到信息化施工。
②嚴(yán)格限制槽壁的周邊荷載,在正施工的槽段邊鋪設(shè)鋼板加以保護(hù),并且嚴(yán)禁在槽段周邊堆放鋼筋等施工材料。
③泥漿液面高低對槽壁穩(wěn)定有很大影響,嚴(yán)格遵循槽內(nèi)泥漿面不低于導(dǎo)墻面0.3 m,同時槽內(nèi)泥漿面高于地下水位0.5 m以上。泥漿液面愈高,所需的泥漿相對密度愈小,即槽壁失穩(wěn)的可能性愈小。
(2)成槽精度。成槽是地連墻施工中的主要工藝,成槽精度決定了地連墻的制作精度。成槽的精度是槽壁深度、寬度、垂直度和沉渣厚度的統(tǒng)稱。本項目為保證成槽精度,采取以下技術(shù)措施。
①綜合考慮地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、施工條件、機械設(shè)備等因素,對單元槽段進(jìn)行優(yōu)化布置,但須征得設(shè)計單位的認(rèn)可。本項目單元槽段優(yōu)化前后對比,如表3所示。
表3 本項目單元槽段優(yōu)化前后對比
本項目單元槽段優(yōu)化前總槽段31幅,其中異形槽段4幅;單元槽段優(yōu)化后總槽段29幅,其中異形槽段3幅。實踐證明優(yōu)化方案可行,異形槽段從4幅降為3幅,給后道工序異形槽鋼筋籠加工帶來了便利。
②采用具備垂直度顯示和糾偏裝置的抓斗式成槽機,成槽過程中發(fā)現(xiàn)異常時方便及時糾偏。
③成槽結(jié)束后第三方檢測機構(gòu)測量每幅槽段深度、寬度、垂直度和沉渣厚度,做好信息化監(jiān)控。
(3)刷壁清基。地連墻接頭部位是施工的薄弱環(huán)節(jié),無論是墻體質(zhì)量還是抗?jié)B性能都較差。為保證單元槽段接頭部位的抗?jié)B性能,清槽時要對先施工的墻體接頭面上的土渣和泥皮用刷子刷除,俗稱刷壁。接頭處的土渣一方面是由混凝土流動被擠到單元槽段接頭處造成的,另一方面是先施工槽段接頭面上附有的泥皮和土渣。
挖槽結(jié)束后清除以沉渣為主的槽底沉淀物,俗稱“清基”。沉渣殘留在槽底的危害是很大的,不僅會造成地連墻承載力的降低和沉降加大,而且還會影響墻底部的截水抗?jié)B能力,成為產(chǎn)生管涌的隱患,嚴(yán)重的話還可能造成鋼筋籠插不到位或上浮。因此必須重視清基施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控。
本項目刷壁清基采取的技術(shù)措施為:刷壁器應(yīng)與接頭形式匹配,經(jīng)常檢查刷壁器磨損情況,刷壁深度應(yīng)到槽段底部;刷壁次數(shù)不得少于10刷,刷壁器上無泥渣;清基采用泵吸法,清基完成后及時測量泥漿的比重和黏度。
本項目單元槽段的優(yōu)化方案經(jīng)設(shè)計單位認(rèn)可后,異形槽段的數(shù)量從4幅降為3幅,形狀還是呈L型,角度分別是90°、155°和154°,針對地連墻鋼筋籠整體剛度較差和異形槽的特點,我們采取以下技術(shù)措施。
(1)槽段鋼筋籠加工通常是在鋼平臺上完成的,按施工方案監(jiān)督鋼平臺的加工制作,關(guān)鍵要把鋼平臺的平整度控制在10 mm以內(nèi)。
(2)異形槽的成槽施工應(yīng)在相鄰槽段施工完成后進(jìn)行,可以保證異形槽不塌方,俗稱嵌槽施工,為鋼筋籠加工制作和吊放創(chuàng)造條件。本項目先行槽段采用工字鋼接頭,為嵌槽施工提供了便利。
(3)相鄰槽段施工完成后應(yīng)在導(dǎo)墻上精準(zhǔn)標(biāo)記工字鋼的位置,現(xiàn)場結(jié)合包裝紙或薄木板初繪出異形槽段鋼筋籠加工圖,類似于家裝煤氣灶安裝過程,再根據(jù)設(shè)計圖紙和現(xiàn)場成槽角度尺寸進(jìn)行精確鋼筋籠翻樣制作。
(4)縱向主筋在內(nèi)側(cè),橫向鋼筋在外側(cè),可以保證混凝土導(dǎo)管順利插入。轉(zhuǎn)角處水平筋錨入對邊墻體內(nèi)應(yīng)滿足錨固長度,且宜與對邊水平鋼筋焊接。
(5)為提高槽段鋼筋籠整體剛度,防止在吊運中產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形,務(wù)必重視構(gòu)造加強鋼筋和轉(zhuǎn)角處鋼筋的構(gòu)造要求。構(gòu)造加強鋼筋要重點檢查縱向桁架筋HRB400φ25、橫向桁架筋HRB400φ20、縱向大剪刀筋HRB400φ25以及水平U形封頭筋HRB400φ20的鋼筋規(guī)格、數(shù)量、間距是否滿足設(shè)計要求。轉(zhuǎn)角處鋼筋要重點檢查縱向桁架筋的起步位置、數(shù)量,轉(zhuǎn)角處斜向筋HRB400φ16@200間距是否符合圖紙要求,加強轉(zhuǎn)角槽段吊裝過程中的整體剛度。
(6)槽段鋼筋籠鋼筋加工過程中應(yīng)有臨時固定措施,一是保證加工角度的臨時固定鋼筋,二是防止鋼筋籠翻滾的臨時固定型鋼。
槽底沉渣很難被混凝土置換出來,部分沉渣會殘留在槽底部及側(cè)壁上,降低墻體承載力,加大沉降量,降低防滲性能,因此,墻趾后注漿很好彌補這一缺陷。后注漿施工應(yīng)注意以下幾個方面。
(1)注意預(yù)埋管的位置和深度很重要,嚴(yán)格按設(shè)計要求導(dǎo)管位于墻幅長度的1/3左右,深度大于槽底0.5 m。
(2)水膠比控制在0.5~0.6,本項目注漿配合比為42.5號普硅水泥∶粉煤灰∶水=1∶0.8∶1.2。
(3)清水開塞是確保注漿成功的重要環(huán)節(jié),應(yīng)在混凝土初凝后、終凝前用高壓水劈通壓漿管路,確保注漿管暢通,通常在地連墻混凝土澆筑完成后7 h~8 h進(jìn)行。
(4)注意注漿終止條件,本項目設(shè)計規(guī)定每根注漿管注漿量達(dá)到2 m3或注漿壓力超過2 MPa或隆起超過10 mm。
(1)正如前文所述,本項目地連墻作業(yè)區(qū)域內(nèi)地下障礙物較多,不僅有廢棄的圍護(hù)樁、三軸攪拌樁、土釘,還有大量丟棄的建筑垃圾。磨刀不誤砍柴工,第一步要求施工單位摸清地下障礙物的情況,施工單位的做法是編寫《地下障礙物探測方案》,請第三方專業(yè)機構(gòu)現(xiàn)場勘測,最后提交《地下障礙物探測成果》。此項工作非常重要而且很有必要,為地連墻順利施工創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。
(2)《地下障礙物探測成果》報告為下一步的單元槽段的優(yōu)化提供了堅實的基礎(chǔ)資料。單元槽段的優(yōu)化,除了考慮地下障礙物的環(huán)境因素外,還要考慮地質(zhì)條件、機械設(shè)備以及異形槽的施工條件,即異形槽成槽的時間長短和鋼筋籠加工的難易程度。需要強調(diào)的是,單元槽段分幅優(yōu)化圖須征得設(shè)計單位的認(rèn)可,以便作為現(xiàn)場施工和今后結(jié)算的依據(jù)。
(3)在地下清障時,會對槽段周圍土體產(chǎn)生擾動,對槽壁穩(wěn)定產(chǎn)生負(fù)面影響,因此一定要安排好清障和成槽的施工順序、施工間隔(包括時間、距離)。本項目地下清障的機械有全回轉(zhuǎn)清障機、沖擊式鉆機,兩者各有利弊,在使用沖擊式鉆機一定要考慮因震動對成槽施工造成的不利影響。
(4)本項目地連墻接頭采用工字鋼接頭加2 mm厚止?jié){鋼板,實踐證明比圓形接頭管在受力和防水方面效果好,可以解決混凝土的繞流難題,又起到止水作用,減少墻身在接頭處的滲漏機會。但是工字鋼接頭在施工過程中應(yīng)配合鎖口管使用,下端應(yīng)插入槽底,上端應(yīng)高出地連墻泥漿液面高度,這樣接頭效果會更好。
(5)本項目地連墻施工中碰到一個難題,地連墻S17位置碰巧有一根遺棄基坑圍灌注樁(前期地下障礙物探測時已查明),無形中增加兩道豎向施工縫,增大漏水的概率。筆者建議地連墻與灌注樁的接頭處理,采用圖1方式。
圖1 外側(cè)增加地下連續(xù)墻補墻
堅實的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗是提高監(jiān)理工作的基礎(chǔ)條件,積極主動控制是監(jiān)理人的執(zhí)業(yè)靈魂。在工程項目監(jiān)理過程中要勇于擔(dān)當(dāng),不斷進(jìn)取,不斷總結(jié),真正發(fā)揮出工程監(jiān)理的作用,體現(xiàn)監(jiān)理的價值。本項目在各方的不懈努力下,深基坑工程始終處于安全受控狀態(tài),同時監(jiān)理的工作也得到施工和建設(shè)單位的認(rèn)可和好評,為今后類似工程積累了寶貴的經(jīng)驗。