倪偉民，孫浩光，張衛(wèi)兵，蔣鳳昌，周桂香，馬海波

（1.中國(guó)江蘇國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210008；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

1 工程背景

泰州天祿湖國(guó)際大酒店項(xiàng)目，位于泰州市高港區(qū)野徐中路以西、三新路以北。建筑外形如三個(gè)圓環(huán)（圖1），包括A1 區(qū)、A2 區(qū)和A3 區(qū)，地下為負(fù)一層至負(fù)二層，地上為五層至七層，基坑面積約15000m2，周長(zhǎng)約為650m，墊層底標(biāo)高為-6.70m～-10.70m（相對(duì)高程）?；娱_(kāi)挖深度為-4.80m～-8.90m。

圖1 建筑效果圖

該項(xiàng)目的深基坑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其平面布置形狀為三個(gè)圓組合而成，周邊為圓弧形，開(kāi)挖面積很大，挖土又深，最深處達(dá)-10.7m，并且在負(fù)一層與負(fù)二層的交界處有高低錯(cuò)位，這些結(jié)構(gòu)狀況增加了施工難度，采用弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)（圖2），IV 型拉森鋼板樁的長(zhǎng)度選擇為9m、15m 和18m 三 種 規(guī) 格，其中9m 長(zhǎng)度的730 根、15m 長(zhǎng)度的558 根和18m長(zhǎng)度的68 根，共計(jì)1356根鋼板樁。并且在負(fù)二層區(qū)域增加119根D500@2000旋噴錨桿樁（圖3），進(jìn)行協(xié)同受力，確保基坑安全。

圖2 鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖

圖3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

2 施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)難點(diǎn)

2.1 地質(zhì)條件復(fù)雜，需防止管涌和流砂

依據(jù)天祿湖國(guó)際大酒店項(xiàng)目的地質(zhì)報(bào)告可知，施工場(chǎng)地在50m 深度范圍內(nèi)的地基土，主要由粉土、粉砂組成，呈水平成層分布，按其沉積年代、成因類型及其物理力學(xué)性質(zhì)的差異，分為9 個(gè)層次，各土層的地基承載力特征值fak（建議值）詳見(jiàn)表1。由于項(xiàng)目所在場(chǎng)地的地質(zhì)條件復(fù)雜，而且地下水位很高，為防止土方開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)管涌及流砂現(xiàn)象[1]，應(yīng)合理地進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型等技術(shù)管理措施?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)選型時(shí)，對(duì)比分析了鋼板樁、預(yù)制混凝土樁、鉆孔灌注樁和SMW工法樁的承載力性能、防滲漏和密封性能，最終確定鋼板樁圍護(hù)是最佳的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式[2]。

表1 地基承載力特征值fak一覽表

2.2 工期緊，需協(xié)調(diào)質(zhì)量與進(jìn)度關(guān)系

由于本工程建成后，配套服務(wù)于江蘇省第二十屆省運(yùn)會(huì)、醫(yī)藥高新區(qū)國(guó)際學(xué)術(shù)論壇會(huì)議等重要活動(dòng)，時(shí)間要求迫切。深基坑的面積大、造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且依據(jù)業(yè)主方的要求，地下工程施工總工期要求控制在4 個(gè)月內(nèi)，因此基坑圍護(hù)的施工質(zhì)量應(yīng)重點(diǎn)保證，需充分協(xié)調(diào)好施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的關(guān)系，以防止基坑滲漏引起搶險(xiǎn)修補(bǔ)工作，避免因施工質(zhì)量問(wèn)題影響工程進(jìn)度和施工工期[3]。

2.3 造型復(fù)雜，需加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工

對(duì)應(yīng)于上部結(jié)構(gòu)的三個(gè)圓環(huán)造型，該項(xiàng)目的地下室結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，由直線墻體和弧線墻體融合為一體，因此深基坑鋼板樁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)造型也很復(fù)雜，對(duì)于弧形圍護(hù)鋼板樁墻體、弧形與直線形交接處等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工，施工難度大，且易發(fā)生滲漏水情況，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，防止產(chǎn)生質(zhì)量隱患。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 開(kāi)展QC活動(dòng)，提升質(zhì)量水平

針對(duì)該項(xiàng)目弧形深基坑質(zhì)量控制的要求，項(xiàng)目組成立了“泰州天祿湖鋼板樁QC 小組”。為了解決弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量問(wèn)題，QC 小組遵循PDCA 的方法，集中召開(kāi)專題研討活動(dòng)共計(jì)21次，活動(dòng)總時(shí)長(zhǎng)達(dá)128天。

QC 小組依據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查進(jìn)行工序分層數(shù)據(jù)研究，抽查現(xiàn)場(chǎng)鋼板樁的施壓工序完成質(zhì)量150點(diǎn)，主要涉及的質(zhì)量問(wèn)題包括垂直度偏差、樁位偏差、沉樁速度偏差、樁體密封性偏差和樁底標(biāo)高偏差，其中不合格點(diǎn)為33 點(diǎn)，合格率78%，繪制了弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不合格問(wèn)題排列圖（圖4），該施工質(zhì)量水平未達(dá)到公司創(chuàng)優(yōu)工程的質(zhì)量控制要求。針對(duì)質(zhì)量問(wèn)題采取的主要技術(shù)手段包括：定期校正鋼板樁導(dǎo)架以控制垂直度偏差，每壓樁30～50根則復(fù)核樁位軸線以控制樁位偏差，在鋼板樁上標(biāo)識(shí)刻度線以精確控制沉樁速度偏差。經(jīng)過(guò)系列QC小組活動(dòng)后，項(xiàng)目組的整體質(zhì)量水平獲得顯著提升：小組共檢查250點(diǎn)，偏差數(shù)明顯下降，質(zhì)量不合格點(diǎn)15個(gè)，繪制質(zhì)量問(wèn)題排列圖（圖5），QC 小組活動(dòng)后的合格率達(dá)94%，滿足工程創(chuàng)優(yōu)質(zhì)量控制水平的要求（90%），而且施工質(zhì)量問(wèn)題由“關(guān)鍵的少數(shù)”變成了“次要的多數(shù)”，達(dá)到了QC小組活動(dòng)的預(yù)期目標(biāo)。

圖4 QC活動(dòng)前的質(zhì)量 問(wèn)題排列圖

圖5 QC活動(dòng)后的質(zhì)量 問(wèn)題排列圖

3.2 切實(shí)做好施工技術(shù)監(jiān)督管理

針對(duì)弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制難度，切實(shí)做好“責(zé)任到人”的鋼板樁施工技術(shù)監(jiān)督管理工作，主要內(nèi)容包括如下：

（1）明確監(jiān)控責(zé)任，督促施工技術(shù)交底及工藝作業(yè)培訓(xùn)指導(dǎo)落實(shí)情況；

（2）管理人員跟蹤現(xiàn)場(chǎng)管理，包括測(cè)量放線復(fù)核、弧形鋼板樁外觀缺陷復(fù)查情況、吊運(yùn)和插打鋼板樁的規(guī)范性等監(jiān)督情況，做好監(jiān)控施工記錄;

（3）發(fā)現(xiàn)工人操作不規(guī)范的錯(cuò)誤和偏差，采取及時(shí)糾正措施。

3.3 制定施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)并貫徹執(zhí)行

依據(jù)本項(xiàng)目弧形鋼板樁圍護(hù)的特征，項(xiàng)目組編制了《天祿湖國(guó)際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》和《天祿湖國(guó)際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，并且貫徹執(zhí)行。主要包括弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)施工工藝步驟、技術(shù)要求及質(zhì)量指標(biāo)，具體內(nèi)容如下：

（1）制訂科學(xué)合理的弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝步驟：施工準(zhǔn)備→定位測(cè)量→鉆孔導(dǎo)引→弧形鋼板樁的預(yù)處理→鋼板樁吊運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)堆放→插打鋼板樁→地下室施工→土方回填→拔出鋼板樁。

（2）本基坑采用Ⅳ型拉森鋼板樁支護(hù)，施工技術(shù)管理人員應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真交底，確保操作工人在施打鋼板樁之前，仔細(xì)閱讀圖紙和技術(shù)文件，熟練掌握建筑物的相關(guān)信息，精確控制好支護(hù)樁中線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置。

（3）打樁前，逐根檢查弧形深基坑所采用的鋼板樁，若發(fā)現(xiàn)鎖口銹蝕、樁身變形嚴(yán)重、直線度超限等缺陷的鋼板樁，則可以視為不合格者，挑選出來(lái)進(jìn)行修整，待重新檢查合格后才可使用。為了方便鋼板樁在后期的拔出，應(yīng)事前在鎖口內(nèi)涂油脂，以減少拔出時(shí)的摩擦阻力[4]。

（4）在插打鋼板樁時(shí)，應(yīng)該同時(shí)測(cè)量監(jiān)控，旨在保持鋼板樁的垂直度，控制其斜度在1%之內(nèi)；發(fā)現(xiàn)鋼板樁的偏斜過(guò)大時(shí)，優(yōu)先采用拉齊方法進(jìn)行調(diào)正，如果沒(méi)法調(diào)正則應(yīng)該拔起重打。

（5）鋼板樁施打采用屏風(fēng)式打入法施工（圖6）。施工時(shí)，將10～20 根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，使它呈屏風(fēng)狀，然后再施打。為了保證鋼板樁的垂直度和施打進(jìn)展順利，采用“先控制屏風(fēng)墻兩端，然后控制中間部分”的施打順序：先施打屏風(fēng)墻兩端的一組鋼板樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并且用電焊固定在圍檁上，再施打屏風(fēng)墻中間的1/3 至1/2部分，每次施打深度控制在0.5m～3.0m之間。

圖6 屏風(fēng)式打入法 施工實(shí)景

（6）鋼板樁軸線偏差不宜大于5cm，樁垂直度不宜大于1%，并保持鋼板樁頂部的平整性（圖7）。

圖7 鋼板樁頂部 平整性控制實(shí)景

（7）因本場(chǎng)地土質(zhì)情況，施工前應(yīng)在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行鋼板樁施工成樁試驗(yàn)。如鋼板樁難以施工，應(yīng)預(yù)先引孔，再施工鋼板樁。

（8）在基坑回填后應(yīng)考慮鋼板樁的拔除工作。做好拔樁施工方案，主要考慮拔樁實(shí)施條件、使用設(shè)備、采取方法、實(shí)施順序、土孔處理等內(nèi)容。防止拔樁可能引起的地面振動(dòng)、變形、位移、沉陷等負(fù)面影響，避免損傷已施工的地下結(jié)構(gòu)，做好成品保護(hù)。

（9）鋼板樁拔除可以采用跳拔方法：依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備移動(dòng)的道路條件和鋼板樁堆放運(yùn)輸條件，確定拔樁順序，可先用振動(dòng)錘振活鎖口，減少相鄰鋼板樁之間的摩擦阻力，并且實(shí)施邊振邊拔的方法。遇到拔除困難的鋼板樁時(shí)，先向下振壓100mm～300mm，再向上振拔，交替進(jìn)行振壓和振拔，使其松動(dòng)而拔出。考慮不同土質(zhì)條件，當(dāng)引拔阻力較大時(shí)，可考慮間歇振拔方法，每次振動(dòng)15min，振動(dòng)錘連續(xù)不超過(guò)1.5h。

（10）振拔鋼板樁留下的樁孔，應(yīng)及時(shí)采用粗砂或者雙液注漿進(jìn)行回填[10]，避免施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量和安全隱患。

3.4 創(chuàng)新構(gòu)造，保證弧形圍護(hù)質(zhì)量

針對(duì)本項(xiàng)目弧形與直線形相結(jié)合的鋼板樁圍護(hù)，鋼板樁拐彎處應(yīng)設(shè)置包角樁，當(dāng)針對(duì)性地處理轉(zhuǎn)角部位（圖8）。對(duì)于大直徑圓弧線鋼板樁圍護(hù)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖扣，形成一定角度，以達(dá)到圓弧形鋼板樁圍護(hù)構(gòu)造（圖9）。

圖8 鋼板樁圍護(hù)的轉(zhuǎn)角部位

圖9 大直徑弧形鋼板樁圍護(hù)

但是，對(duì)于弧度稍小的圍護(hù)墻體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)拉森鋼板樁之間的鎖扣不能達(dá)到合適的弧線時(shí)，若通過(guò)導(dǎo)向架裝置“強(qiáng)迫”相鄰兩根拉森鋼板樁之間形成夾角，則可能引起鎖扣之間的摩擦力增大，導(dǎo)致壓樁施工困難，另外由于過(guò)度“強(qiáng)迫”其形成夾角，可能導(dǎo)致鎖扣的“脫扣”破壞，造成深基坑滲漏水現(xiàn)象，影響地下工程施工。因此需創(chuàng)新構(gòu)造，以保證弧形鋼板樁圍護(hù)的施工質(zhì)量。

具體創(chuàng)新構(gòu)造方法是，將現(xiàn)場(chǎng)的部分鋼板樁進(jìn)行壓彎處理，形成弧形腹板的鋼板樁（圖10），并將弧形鋼板樁與常規(guī)鋼板樁間隔布置（圖11），同時(shí)處理鎖扣的邊緣，將直角打磨成圓角，構(gòu)成良好的配合節(jié)點(diǎn)，并且在鎖扣空間中填塞黃油、干膨潤(rùn)土和干鋸沬以1:1:0.6 混合配制的防滲漏油膏，使得鎖扣可轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度增大，同時(shí)減小相鄰鋼板樁的壓樁摩擦阻力，避免鎖扣的破壞而引起圍護(hù)墻體質(zhì)量隱患，并且達(dá)到優(yōu)良的防滲漏性能。

圖10 弧形腹板的鋼板樁

圖11 弧線圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

泰州天祿湖國(guó)際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在約650m周長(zhǎng)、9000m2的展開(kāi)面積范圍內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量控制實(shí)踐，獲得良好的工程效益。QC小組活動(dòng)的主要結(jié)論如下：

（1）基于QC活動(dòng)，采用針對(duì)性的技術(shù)手段解決鋼板樁垂直度偏差、樁位偏差、沉樁速度偏差等質(zhì)量問(wèn)題，顯著提升質(zhì)量水平；

（2）依據(jù)弧形鋼板樁圍護(hù)的特征，制定施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)并貫徹執(zhí)行，使得施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，保證質(zhì)量控制的穩(wěn)定性；

（3）因地制宜，將現(xiàn)場(chǎng)的部分鋼板樁壓彎形成弧形腹板的鋼板樁，實(shí)現(xiàn)構(gòu)造創(chuàng)新，保證弧形圍護(hù)質(zhì)量的可靠性；

（4）通過(guò)該工程實(shí)踐研究，有助力于全面提高深基坑鋼板樁結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量水平，并為該項(xiàng)目確保“揚(yáng)子杯”優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、爭(zhēng)創(chuàng)“國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”奠定良好的基礎(chǔ)。