泰州天祿湖國際大酒店鋼板樁圍護施工質量控制

倪偉民，孫浩光，張衛兵，蔣鳳昌，周桂香，馬海波

（1.中國江蘇國際經濟技術合作集團有限公司，江蘇 南京 210008；2.泰州職業技術學院，江蘇 泰州 225300）

1 工程背景

泰州天祿湖國際大酒店項目，位于泰州市高港區野徐中路以西、三新路以北。建筑外形如三個圓環（圖1），包括A1 區、A2 區和A3 區，地下為負一層至負二層，地上為五層至七層，基坑面積約15000m2，周長約為650m，墊層底標高為-6.70m～-10.70m（相對高程）?；娱_挖深度為-4.80m～-8.90m。

圖1 建筑效果圖

該項目的深基坑結構復雜，其平面布置形狀為三個圓組合而成，周邊為圓弧形，開挖面積很大，挖土又深，最深處達-10.7m，并且在負一層與負二層的交界處有高低錯位，這些結構狀況增加了施工難度，采用弧形深基坑鋼板樁圍護結構（圖2），IV 型拉森鋼板樁的長度選擇為9m、15m 和18m 三 種 規 格，其中9m 長度的730 根、15m 長度的558 根和18m長度的68 根，共計1356根鋼板樁。并且在負二層區域增加119根D500@2000旋噴錨桿樁（圖3），進行協同受力，確保基坑安全。

圖2 鋼板樁圍護結構平面布置圖

圖3 圍護結構剖面圖

2 施工質量控制的重點難點

2.1 地質條件復雜，需防止管涌和流砂

依據天祿湖國際大酒店項目的地質報告可知，施工場地在50m 深度范圍內的地基土，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性質的差異，分為9 個層次，各土層的地基承載力特征值fak（建議值）詳見表1。由于項目所在場地的地質條件復雜，而且地下水位很高，為防止土方開挖過程中出現管涌及流砂現象[1]，應合理地進行圍護結構選型等技術管理措施?；訃o結構選型時，對比分析了鋼板樁、預制混凝土樁、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是最佳的圍護結構形式[2]。

表1 地基承載力特征值fak一覽表

2.2 工期緊，需協調質量與進度關系

由于本工程建成后，配套服務于江蘇省第二十屆省運會、醫藥高新區國際學術論壇會議等重要活動，時間要求迫切。深基坑的面積大、造型獨特、結構復雜，并且依據業主方的要求，地下工程施工總工期要求控制在4 個月內，因此基坑圍護的施工質量應重點保證，需充分協調好施工質量和施工進度的關系，以防止基坑滲漏引起搶險修補工作，避免因施工質量問題影響工程進度和施工工期[3]。

2.3 造型復雜，需加強關鍵節點施工

對應于上部結構的三個圓環造型，該項目的地下室結構造型復雜，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結構造型也很復雜，對于弧形圍護鋼板樁墻體、弧形與直線形交接處等關鍵節點的施工，施工難度大，且易發生滲漏水情況，應加強質量控制，防止產生質量隱患。

3 質量控制措施

3.1 開展QC活動，提升質量水平

針對該項目弧形深基坑質量控制的要求，項目組成立了“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結構施工質量問題，QC 小組遵循PDCA 的方法，集中召開專題研討活動共計21次，活動總時長達128天。

QC 小組依據現狀調查進行工序分層數據研究，抽查現場鋼板樁的施壓工序完成質量150點，主要涉及的質量問題包括垂直度偏差、樁位偏差、沉樁速度偏差、樁體密封性偏差和樁底標高偏差，其中不合格點為33 點，合格率78%，繪制了弧形深基坑鋼板樁圍護結構施工質量不合格問題排列圖（圖4），該施工質量水平未達到公司創優工程的質量控制要求。針對質量問題采取的主要技術手段包括：定期校正鋼板樁導架以控制垂直度偏差，每壓樁30～50根則復核樁位軸線以控制樁位偏差，在鋼板樁上標識刻度線以精確控制沉樁速度偏差。經過系列QC小組活動后，項目組的整體質量水平獲得顯著提升：小組共檢查250點，偏差數明顯下降，質量不合格點15個，繪制質量問題排列圖（圖5），QC 小組活動后的合格率達94%，滿足工程創優質量控制水平的要求（90%），而且施工質量問題由“關鍵的少數”變成了“次要的多數”，達到了QC小組活動的預期目標。

圖4 QC活動前的質量 問題排列圖

圖5 QC活動后的質量 問題排列圖

3.2 切實做好施工技術監督管理

針對弧形深基坑鋼板樁圍護結構的質量控制難度，切實做好“責任到人”的鋼板樁施工技術監督管理工作，主要內容包括如下：

（1）明確監控責任，督促施工技術交底及工藝作業培訓指導落實情況；

（2）管理人員跟蹤現場管理，包括測量放線復核、弧形鋼板樁外觀缺陷復查情況、吊運和插打鋼板樁的規范性等監督情況，做好監控施工記錄;

（3）發現工人操作不規范的錯誤和偏差，采取及時糾正措施。

3.3 制定施工作業指導書并貫徹執行

依據本項目弧形鋼板樁圍護的特征，項目組編制了《天祿湖國際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護結構施工作業指導書》和《天祿湖國際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護結構施工質量驗收標準》，并且貫徹執行。主要包括弧形深基坑鋼板樁圍護施工工藝步驟、技術要求及質量指標，具體內容如下：

（1）制訂科學合理的弧形深基坑鋼板樁圍護結構施工工藝步驟：施工準備→定位測量→鉆孔導引→弧形鋼板樁的預處理→鋼板樁吊運和現場堆放→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，施工技術管理人員應進行認真交底，確保操作工人在施打鋼板樁之前，仔細閱讀圖紙和技術文件，熟練掌握建筑物的相關信息，精確控制好支護樁中線的現場設置。

（3）打樁前，逐根檢查弧形深基坑所采用的鋼板樁，若發現鎖口銹蝕、樁身變形嚴重、直線度超限等缺陷的鋼板樁，則可以視為不合格者，挑選出來進行修整，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，應事前在鎖口內涂油脂，以減少拔出時的摩擦阻力[4]。

（4）在插打鋼板樁時，應該同時測量監控，旨在保持鋼板樁的垂直度，控制其斜度在1%之內；發現鋼板樁的偏斜過大時，優先采用拉齊方法進行調正，如果沒法調正則應該拔起重打。

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

圖6 屏風式打入法 施工實景

（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 平整性控制實景

（7）因本場地土質情況，施工前應在場地內進行鋼板樁施工成樁試驗。如鋼板樁難以施工，應預先引孔，再施工鋼板樁。

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

（9）鋼板樁拔除可以采用跳拔方法：依據現場設備移動的道路條件和鋼板樁堆放運輸條件，確定拔樁順序，可先用振動錘振活鎖口，減少相鄰鋼板樁之間的摩擦阻力，并且實施邊振邊拔的方法。遇到拔除困難的鋼板樁時，先向下振壓100mm～300mm，再向上振拔，交替進行振壓和振拔，使其松動而拔出?？紤]不同土質條件，當引拔阻力較大時，可考慮間歇振拔方法，每次振動15min，振動錘連續不超過1.5h。

（10）振拔鋼板樁留下的樁孔，應及時采用粗砂或者雙液注漿進行回填[10]，避免施工現場的質量和安全隱患。

3.4 創新構造，保證弧形圍護質量

針對本項目弧形與直線形相結合的鋼板樁圍護，鋼板樁拐彎處應設置包角樁，當針對性地處理轉角部位（圖8）。對于大直徑圓弧線鋼板樁圍護，可以通過轉動鎖扣，形成一定角度，以達到圓弧形鋼板樁圍護構造（圖9）。

圖8 鋼板樁圍護的轉角部位

圖9 大直徑弧形鋼板樁圍護

但是，對于弧度稍小的圍護墻體，當轉動拉森鋼板樁之間的鎖扣不能達到合適的弧線時，若通過導向架裝置“強迫”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，導致壓樁施工困難，另外由于過度“強迫”其形成夾角，可能導致鎖扣的“脫扣”破壞，造成深基坑滲漏水現象，影響地下工程施工。因此需創新構造，以保證弧形鋼板樁圍護的施工質量。

具體創新構造方法是，將現場的部分鋼板樁進行壓彎處理，形成弧形腹板的鋼板樁（圖10），并將弧形鋼板樁與常規鋼板樁間隔布置（圖11），同時處理鎖扣的邊緣，將直角打磨成圓角，構成良好的配合節點，并且在鎖扣空間中填塞黃油、干膨潤土和干鋸沬以1:1:0.6 混合配制的防滲漏油膏，使得鎖扣可轉動的幅度增大，同時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墻體質量隱患，并且達到優良的防滲漏性能。

圖10 弧形腹板的鋼板樁

圖11 弧線圍護結構剖面示意圖

4 結語

泰州天祿湖國際大酒店弧形深基坑鋼板樁圍護結構，在約650m周長、9000m2的展開面積范圍內進行質量控制實踐，獲得良好的工程效益。QC小組活動的主要結論如下：

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

（2）依據弧形鋼板樁圍護的特征，制定施工作業指導書并貫徹執行，使得施工技術標準化，保證質量控制的穩定性；

（3）因地制宜，將現場的部分鋼板樁壓彎形成弧形腹板的鋼板樁，實現構造創新，保證弧形圍護質量的可靠性；

（4）通過該工程實踐研究，有助力于全面提高深基坑鋼板樁結構施工質量水平，并為該項目確?！皳P子杯”優質工程獎、爭創“國家優質工程獎”奠定良好的基礎。