泰州天禄湖国际大酒店钢板桩围护施工质量控制_倪伟民.pdf

第 22 卷第 6 期2022 年12月泰州职业技术学院学报Journal of Taizhou Polytechnic CollegeVol.22 No.6Dec.2022作者简介：倪伟民（1973-），男，江苏泰兴人，高级工程师.通信作者：蒋凤昌（1970-），男，江苏泰州人，教授，博士，研究方向为工程建设项目管理.基金项目：江苏省发改委省级工程研究中心建设项目（JPERC2021-168，项目主持人：蒋凤昌）；江苏省土木建筑学会科研课题（2022-9，课题负责人：倪伟民）；泰州市科技计划（社会发展）项目（ST202229，项目主持人：蒋凤昌）.泰州天禄湖国际大酒店钢板桩围护施工质量控制倪伟民1，孙浩光1，张卫兵1，蒋凤昌2，周桂香2，马海波1（1.中国江苏国际经济技术合作集团有限公司，江苏南京210008；2.泰州职业技术学院，江苏泰州225300）摘要：针对泰州天禄湖国际大酒店弧形深基坑围护结构施工难点和重点，研究采取了相应的管理与技术措施，主要包括开展QC小组活动提升质量水平、切实做好施工技术监督管理、制定施工作业指导书并贯彻执行、创新构造保证弧形围护质量。获得良好的质量控制效果，工程效益显著，为工程创优奠定良好的基础。关键词：弧形深基坑；钢板桩；施工技术；质量控制中图分类号：TU753文献标志码：A文章编号：1671-0142（2022）06-0036-041工程背景泰州天禄湖国际大酒店项目，位于泰州市高港区野徐中路以西、三新路以北。建筑外形如三个圆环（图1），包括A1区、A2区和A3区，地下为负一层至负二层，地上为五层至七层，基坑面积约15000m2，周长约为650m，垫层底标高为-6.70m-10.70m（相对高程）。基坑开挖深度为-4.80m-8.90m。图1建筑效果图该项目的深基坑结构复杂，其平面布置形状为三个圆组合而成，周边为圆弧形，开挖面积很大，挖土又深，最深处达-10.7m，并且在负一层与负二层的交界处有高低错位，这些结构状况增加了施工难度，采用弧形深基坑钢板桩围护结构（图2），IV型拉森钢板桩的长度选择为 9m、15m 和 18m 三 种 规 格，其中 9m 长度的 730 根、15m长度的558根和18m长度的68根，共计1356根钢板桩。并且在负二层区域增加119根D5002000旋喷锚杆桩（图3），进行协同受力，确保基坑安全。（a）钢板桩长15m（b）钢板桩长18m图3围护结构剖面图2施工质量控制的重点难点2.1地质条件复杂，需防止管涌和流砂依据天禄湖国际大酒店项目的地质报告可知，施工场地在50m深度范围内的地基土，主要由粉图2钢板桩围护结构平面布置图第 6 期倪伟民，孙浩光，张卫兵，等：泰州天禄湖国际大酒店钢板桩围护施工质量控制土、粉砂组成，呈水平成层分布，按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，分为9个层次，各土层的地基承载力特征值fak（建议值）详见表1。由于项目所在场地的地质条件复杂，而且地下水位很高，为防止土方开挖过程中出现管涌及流砂现象1，应合理地进行围护结构选型等技术管理措施。基坑围护结构选型时，对比分析了钢板桩、预制混凝土桩、钻孔灌注桩和SMW工法桩的承载力性能、防渗漏和密封性能，最终确定钢板桩围护是最佳的围护结构形式2。表1地基承载力特征值fak一览表土层序号（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）土层名称回填土粉土粉砂粉砂粉砂夹粉质黏土粉砂粉砂夹粉质黏土粉细砂粉细砂Ck标准值/5.01.11.55.91.76.31.70.8k标准值/20.329.830.720.730.620.733.033.3标贯击数(击）/15.324.133.523.631.728.538.7/承载力特征值fak(kPa）/1501802001501901402201702.2工期紧，需协调质量与进度关系由于本工程建成后，配套服务于江苏省第二十届省运会、医药高新区国际学术论坛会议等重要活动，时间要求迫切。深基坑的面积大、造型独特、结构复杂，并且依据业主方的要求，地下工程施工总工期要求控制在4个月内，因此基坑围护的施工质量应重点保证，需充分协调好施工质量和施工进度的关系，以防止基坑渗漏引起抢险修补工作，避免因施工质量问题影响工程进度和施工工期3。2.3造型复杂，需加强关键节点施工对应于上部结构的三个圆环造型，该项目的地下室结构造型复杂，由直线墙体和弧线墙体融合为一体，因此深基坑钢板桩的围护结构造型也很复杂，对于弧形围护钢板桩墙体、弧形与直线形交接处等关键节点的施工，施工难度大，且易发生渗漏水情况，应加强质量控制，防止产生质量隐患。3质量控制措施3.1开展QC活动，提升质量水平针对该项目弧形深基坑质量控制的要求，项目组成立了“泰州天禄湖钢板桩QC小组”。为了解决弧形深基坑钢板桩围护结构施工质量问题，QC小组遵循PDCA的方法，集中召开专题研讨活动共计21次，活动总时长达128天。QC 小组依据现状调查进行工序分层数据研究，抽查现场钢板桩的施压工序完成质量150点，主要涉及的质量问题包括垂直度偏差、桩位偏差、沉桩速度偏差、桩体密封性偏差和桩底标高偏差，其中不合格点为33点，合格率78%，绘制了弧形深基坑钢板桩围护结构施工质量不合格问题排列图（图4），该施工质量水平未达到公司创优工程的质量控制要求。针对质量问题采取的主要技术手段包括：定期校正钢板桩导架以控制垂直度偏差，每压桩3050根则复核桩位轴线以控制桩位偏差，在钢板桩上标识刻度线以精确控制沉桩速度偏差。经过系列QC小组活动后，项目组的整体质量水平获得显著提升：小组共检查250点，偏差数明显下降，质量不合格点15个，绘制质量问题排列图（图5），QC小组活动后的合格率达94%，满足工程创优质量控制水平的要求（90%），而且施工质量问题由“关键的少数”变成了“次要的多数”，达到了QC小组活动的预期目标。图4QC活动前的质量图5QC活动后的质量问题排列图问题排列图3.2切实做好施工技术监督管理针对弧形深基坑钢板桩围护结构的质量控制难度，切实做好“责任到人”的钢板桩施工技术监督管理工作，主要内容包括如下：（1）明确监控责任，督促施工技术交底及工艺作业培训指导落实情况；（2）管理人员跟踪现场管理，包括测量放线复核、弧形钢板桩外观缺陷复查情况、吊运和插打钢板桩的规范性等监督情况，做好监控施工记录;（3）发现工人操作不规范的错误和偏差，采取及时纠正措施。3.3制定施工作业指导书并贯彻执行依据本项目弧形钢板桩围护的特征，项目组37泰州职业技术学院学报第6 期编制了天禄湖国际大酒店弧形深基坑钢板桩围护结构施工作业指导书和天禄湖国际大酒店弧形深基坑钢板桩围护结构施工质量验收标准，并且贯彻执行。主要包括弧形深基坑钢板桩围护施工工艺步骤、技术要求及质量指标，具体内容如下：（1）制订科学合理的弧形深基坑钢板桩围护结构施工工艺步骤：施工准备定位测量钻孔导引弧形钢板桩的预处理钢板桩吊运和现场堆放插打钢板桩地下室施工土方回填拔出钢板桩。（2）本基坑采用型拉森钢板桩支护，施工技术管理人员应进行认真交底，确保操作工人在施打钢板桩之前，仔细阅读图纸和技术文件，熟练掌握建筑物的相关信息，精确控制好支护桩中线的现场设置。（3）打桩前，逐根检查弧形深基坑所采用的钢板桩，若发现锁口锈蚀、桩身变形严重、直线度超限等缺陷的钢板桩，则可以视为不合格者，挑选出来进行修整，待重新检查合格后才可使用。为了方便钢板桩在后期的拔出，应事前在锁口内涂油脂，以减少拔出时的摩擦阻力4。（4）在插打钢板桩时，应该同时测量监控，旨在保持钢板桩的垂直度，控制其斜度在1%之内；发现钢板桩的偏斜过大时，优先采用拉齐方法进行调正，如果没法调正则应该拔起重打。（5）钢板桩施打采用屏风式打入法施工（图6）。施工时，将 1020 根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。为了保证钢板桩的垂直度和施打进展顺利，采用“先控制屏风墙两端，然后控制中间部分”的施打顺序：先施打屏风墙两端的一组钢板桩达到设计标高，并且用电焊固定在围檩上，再施打屏风墙中间的1/3 至1/2部分，每次施打深度控制在0.5m3.0m之间。（6）钢板桩轴线偏差不宜大于5cm，桩垂直度不宜大于1%，并保持钢板桩顶部的平整性（图7）。图6屏风式打入法图7钢板桩顶部施工实景平整性控制实景（7）因本场地土质情况，施工前应在场地内进行钢板桩施工成桩试验。如钢板桩难以施工，应预先引孔，再施工钢板桩。（8）在基坑回填后应考虑钢板桩的拔除工作。做好拔桩施工方案，主要考虑拔桩实施条件、使用设备、采取方法、实施顺序、土孔处理等内容。防止拔桩可能引起的地面振动、变形、位移、沉陷等负面影响，避免损伤已施工的地下结构，做好成品保护。（9）钢板桩拔除可以采用跳拔方法：依据现场设备移动的道路条件和钢板桩堆放运输条件，确定拔桩顺序，可先用振动锤振活锁口，减少相邻钢板桩之间的摩擦阻力，并且实施边振边拔的方法。遇到拔除困难的钢板桩时，先向下振压100mm300mm，再向上振拔，交替进行振压和振拔，使其松动而拔出。考虑不同土质条件，当引拔阻力较大时，可考虑间歇振拔方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。（10）振拔钢板桩留下的桩孔，应及时采用粗砂或者双液注浆进行回填10，避免施工现场的质量和安全隐患。3.4创新构造，保证弧形围护质量针对本项目弧形与直线形相结合的钢板桩围护，钢板桩拐弯处应设置包角桩，当针对性地处理转角部位（图8）。对于大直径圆弧线钢板桩围护，可以通过转动锁扣，形成一定角度，以达到圆弧形钢板桩围护构造（图9）。图8钢板桩围护的转角部位图9大直径弧形钢板桩围护但是，对于弧度稍小的围护墙体，当转动拉森钢板桩之间的锁扣不能达到合适的弧线时，若通过导向架装置“强迫”相邻两根拉森钢板桩之间形成夹角，则可能引起锁扣之间的摩擦力增大，导致压桩施工困难，另外由于过度“强迫”其形成夹角，可能导致锁扣的“脱扣”破坏，造成深基坑渗漏水现象，影响地下工程施工。因此需创新构造，以保证弧形钢板桩围护的施工质量。具体创新构造方法是，将现场的部分钢板桩进行压弯处理，形成弧形腹板的钢板桩（图10），并将弧形钢板桩与常规钢板桩间隔布置（图11），同时处理锁扣的边缘，将直角打磨成圆角，构成38第 6 期倪伟民，孙浩光，张卫兵，等：泰州天禄湖国际大酒店钢板桩围护施工质量控制良好的配合节点，并且在锁扣空间中填塞黄油、干膨润土和干锯沬以1:1:0.6混合配制的防渗漏油膏，使得锁扣可转动的幅度增大，同时减小相邻钢板桩的压桩摩擦阻力，避免锁扣的破坏而引起围护墙体质量隐患，并且达到优良的防渗漏性能。图10弧形腹板的钢板桩图11弧线围护结构剖面示意图4结语泰州天禄湖国际大酒店弧形深基坑钢板桩围护结构，在约650m周长、9000m2的展开面积范围内进行质量控制实践，获得良好的工程效益。QC小组活动的主要结论如下：（1）基于QC活动，采用针对性的技术手段解决钢板桩垂直度偏差、桩位偏差、沉桩速度偏差等质量问题，显著提升质量水平；（2）依据弧形钢板桩围护的特征，制定施工作业指导书并贯彻执行，使得施工技术标准化，保证质量控制的稳定性；（3）因地制宜，将现场的部分钢板桩压弯形成弧形腹板的钢板桩，实现构造创新，保证弧形围护质量的可靠性；（4）通过该工程实践研究，有助力于全面提高深基坑钢板桩结构施工质量水平，并为该项目确保“扬子杯”优质工程奖、争创“国家优质工程奖”奠定良好的基础。参考文献:1周晓鹏.拉森钢板桩施工技术与支护能力分析J.四川水泥,2022(4):156-157,160.2吴棕鹏,曲彦霖.拉森钢板桩围护体系在过路管基坑支护中的应用J.中国住宅设施,2021(8):127-128.3付振明,史宁,张萌萌,等.拉森钢板桩围护结构在宁波EPDM项目的应用分析J.工程建设与设计,2019(11):178-180.4黄文武.深基坑拉森钢板桩支护设计与施工技术分析J.西部交通科技,2020(5):115-117.（责任编辑刘红）Construction Quality Control of Steel S