淺談干船塢工程施工監(jiān)理的質量控制要點

岳 峻

(上海振華工程咨詢有限公司， 上海 200063)

淺談干船塢工程施工監(jiān)理的質量控制要點

岳 峻

(上海振華工程咨詢有限公司， 上海 200063)

摘 要：通過對某干船塢工程施工監(jiān)理質量控制要點的分析，為類似工程項目的監(jiān)理質量控制提供了參考。

關鍵詞：干船塢；監(jiān)理；質量控制

1 工程概況

1.1 工程環(huán)境

1.1.1 地形地貌

塢口前沿線距離原有老大堤約 270 m，距 2004 年建成的新大堤堤頂約 57 m～70 m。兩道大堤將擬建船塢區(qū)縱向分為三個區(qū)域，其中老大堤內側擬建場地主要為農田、桔園及魚(蟹)塘等，現有地坪標高在 +2.70 m 左右；新老大堤之間長度約 200 m，該區(qū)域為 2004 年新吹填形成，目前地坪標高約+5.0 m；新大堤外側為水下區(qū)。施工區(qū)表層主要為吹填砂，含水量高。

新大堤以南為水域，有拋石分布，泥面標高約 -12.0 m～+0.5 m，向南泥面標高逐漸降低。其中在船塢塢口至新大堤堤腳下范圍處形成一個 ±0.0～－14.0 m 的陡坎，下游坡度略微趨平緩。

本擬建場地陸域和近岸處屬河口、砂島、砂嘴和潮灘地貌類型。

塢口前沿線處泥面標高在 -4 m～-6 m 之間。其中船塢塢口西南側為傳統(tǒng)的沖刷區(qū)，-10 m 等深線距新建大堤堤頂的距離最小處只有 60 m，水下地形坡度較陡，±0～-13 m 等深線間平均坡度平均在 1:2.5～1:4 左右，最陡處只有 1:2 左右(位于塢口西側駁岸端頭處)；船塢及其西側駁岸前沿線距-10 m 等深線距離只有 10 m～20 m，距-14 m 等深線最小距離只有 30 m 左右。

根據以上的水域地形條件可知，塢口區(qū)施工的難點在于陡坡上圍堰的安全問題。

陸上擬建區(qū)域地勢廣闊平坦且無現有建筑物需保護，施工區(qū)域無探明的地下管線需要保護。

1.1.2 自然條件

施工區(qū)屬亞熱帶海洋性季風氣候，冬冷夏熱，四季分明，春季多霧，夏季常受臺風影響，冬季偶爾降雪，氣溫溫和，雨量充沛。

根據地質勘探報告表明，該船塢是在軟土地基上建設的工程項目。

1.2 工程規(guī)模

船塢：520 m×76 m×11.6 m。

1.3 工程主要部位的結構形式及特點

1.3.1 塢口圍堰

船塢工程塢口位于臨時圍堤以外的水域，塢口主體為樁基上的現澆整體“U”型鋼筋混凝土結構，塢口施工采用了兩座鋼板樁加支撐的水上基坑圍護結構，其中船塢塢口位于上游(西側)，基坑平面尺寸為 98 m×28 m；塢口基坑底部標高為-10.65 m，基坑外側平均潮位約為+3.3 m。

塢口圍護采用 PU32 鋼板樁，樁長 31 m，其頂標高＋3.65 m、底標高-27.35 m。為了增強止水效果和抗風浪的穩(wěn)定性，在外側和東西兩側的圍護墻外圍距離 3 m 附加了一排 16 m 長的 PU16 鋼板樁，該排樁通過頂部的圈梁兼擋浪墻連成一體，兩排板樁之間回填砂。

塢口縱向長度為 28 m；塢口底板厚度為 3.50 m～4.50 m、底標高為-10.50 m，底板縱向由外向內分別分為門座段(與河床面相連)長度 12.5 m、門檻段 6.0 m、門內段 9.5 m?？繅]門的門框周邊采用 50 cm 厚花崗巖鑲邊。

塢口底板下沿底板前沿及兩側的三邊設置封閉的高壓旋噴樁止水帷幕，帷幕頂標高-10.45 m、底標高為-26.00 m，旋噴樁規(guī)格為 2 排、排距 0.8 m、孔距 0.8 m，梅花形布置。帷幕頂部通過寬 1.8 m、厚 0.40 m 的混凝土齒坎和底板相連，齒坎直接在鑿除后的旋噴樁頂部澆筑。

1.3.2 塢壁

塢壁選用 CAZ19 型組合鋼板樁(鋼材材質 S355GP)，樁長 22 m、樁頂標高 +0.50 m，樁尖標高-21.50 m；該組合鋼板樁采用迎塢面為進口的 AZ19 型鋼板樁，而迎土面采用國產鋼板焊接而成的復合結構。

1.3.3 塢底板

(1)底板平面分塊及布置。塢室底板長度 504.5 m、寬度76 m；塢底板面標高在塢室中軸線處均為-6.80 m，在中軸線兩側各 4 m 范圍內的底板面為水平面，向兩側以 5‰ 的橫向坡度至距塢室邊線 3 m 處，標高為-6.95 m。

①底板橫向分為“邊板＋中板＋邊板”共三塊，中板寬度 18 m、邊板寬度 26 m，塢室二邊各留 3.0 m 寬底板作傳力過渡；②底板縱向分塊長度一般均為 40 m。③底板結構自上而下依次為 70 mm 厚磨耗層、1 000 mm 及 1 200 mm 厚鋼筋混凝土底板(C30)、100 mm 厚素混凝土墊層，其下為減壓排水層、原狀土地基。

(2)減壓排水結構。船塢底板上的排水主要通過板面橫向0.5% 的坡度排入兩側的排水明溝內，排水溝通往水泵房的沉沙池。整個船塢由塢口底板下的高壓旋噴止水帷幕以及塢墻鋼板樁塢壁形成底板下封閉的止水體系，同時在塢室底板下設滿堂的減壓排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)由底板板下的碎石排水層與排水管組成。

1.3.4 泵房

泵房主體采用樁基上的地下箱形結構。其平面尺寸 52 m ×24.6 m，高度方向分為 3 層，由上至下依次為：頂板、電機層、水泵層、流道層；兩座船塢的進水池與泵房主體的底板連為一整體，平面尺寸均為 8.5 m×27.6 m。

立柱斷面主要為 850 mm×850 mm，泵房內中隔墻厚度為1 050 mm，東、西側墻厚度均為 1 000 mm，南、北側墻厚度均為 1 500 mm。

泵房基礎為φ600PHC 管樁，樁長 24 m，頂標高-14.15 m，樁尖進入 ⑤3-1 層灰色粉質黏土層中 6 m 左右。泵房底部沿塢墻鋼板樁走向設置高壓旋噴止水帷幕，帷幕規(guī)格為雙排φ1000@800，頂標高-14.15 m，底標高-26.0 m。

1.3.5 防滲措施

止水帷幕。塢口底板下沿底板前沿及兩側的三邊設置封閉的高壓旋噴樁止水帷幕，帷幕頂標高-10.45 m、底標高為-26.00 m，旋噴樁規(guī)格為 2 排、排距 0.8 m、孔距 0.8 m，梅花形布置。帷幕頂部通過寬 1.8 m、厚 0.40 m 的混凝土齒坎和底板相連，齒坎直接在鑿除后的旋噴樁頂部澆筑，為保證止水效果，在混凝土和旋噴水泥土之間設置止水紫銅片和遇水膨脹膩子。塢口底板下止水帷幕將和塢口后方的塢墻鋼板樁連成一體，形成整個船塢的封閉止水體系。

止水材料。塢墻 CAZ 鋼板樁兩側鎖口涂刷止水材料，止水材料選用 QN 復合膠，該止水材料已經在以往船塢工程中應用，確保塢壁不滲水。

橡膠止水帶。結構伸縮縫處運用橡膠止水帶止水。

2 監(jiān)理工作監(jiān)控重點

根據本工程的結構類型和地質情況和設計圖紙要求的相關作業(yè)流程，監(jiān)理重點監(jiān)控內容如下。

2.1 塢口及駁岸施工區(qū)

塢口及駁岸施工區(qū)是本船塢工程最為復雜的部分，且施工工期長，施工內容包括新建臨時圍堤、6# 軸線以外區(qū)域的陸上第一次挖土和打樁、4# 軸線以外的水上挖泥和打樁、塢口圍堰和結構施工等。

塢口圍堰的能否順利按設計藍圖完成是整個船塢工程成敗的關鍵，其包括的圍堰鋼板樁施工、拋填護坡、壓腳作業(yè)、塢口圍堰支撐體系施工、塢口基坑前沿及兩側的高壓旋噴樁止水帷幕施工及塢墩江側面大理石鋪砌作業(yè)作為監(jiān)理的控制要點。

2.2 塢墻鋼板樁的施工

本工程采用組合鋼板樁作為塢墻的一個側面，鋼板樁的沉樁工藝、施工中鋼板樁位置軸線位置、止水效果和垂直度自然成為監(jiān)理的控制要點。

2.3 塢室施工

塢室施工這里主要指塢室土方開挖和塢底板作業(yè)，監(jiān)理要控制好塢室土方開挖的時間，控制好土方開挖的流程，控制好土方開挖的速率(根據相應塢墻及錨碇結構施工進展控制挖土速度)。塢底板作業(yè)應分塊實施，加強減壓排水層的施工監(jiān)控。

2.4 塢墻位移

塢墻位移一旦超過允許值，將影響船塢的使用功能，與塢墻位移的相關的作業(yè)工序也是監(jiān)理的監(jiān)控重點，初塢墻鋼板樁的施工監(jiān)控外還包括塢室土方開挖的時間控制：①塢室相應段塢墻承臺澆筑完成；②相應段錨碇拉桿安裝完成并施加了初始應力；③塢墻墻后降水達到設計要求標高以下。

2.5 船塢施工中的防滲水部位的施工

塢口及水泵房結構施工中的止水鋼板的作業(yè)，施工縫包括廊道施工縫、塢底板施工縫等的作業(yè)，塢墻鋼板樁的防滲施工，都將成為監(jiān)理的控制要點。

2.6 預埋件的施工

船塢工程中預埋件較多，監(jiān)理在進行隱蔽工程驗收時應作為一個重點進行監(jiān)控，檢查其位置的正確與否，杜絕遺漏現象。

3 工程主要部位施工中監(jiān)理把握的控制要點、監(jiān)控措施、監(jiān)控效果

船塢施工是一個系統(tǒng)工程，施工中的每一環(huán)節(jié)和工序都是重要的。按監(jiān)理規(guī)范要求和設計、規(guī)范要求，做好施工材料的控制、施工方案審核、隱蔽工程驗收等，工程質量的事先、事中、事后控制，并根據在船塢施工監(jiān)理中的體驗，列舉以下幾點要點。

3.1 塢口施工的監(jiān)控

(1)審核圍堰鋼板樁的質保資料，確保合格材料用于工程。

(2)對加工的鋼板樁進行進場檢查，檢查鋼板樁的平直度、檢查鎖口是否通順，焊縫的質量情況，并審核相關的焊接試驗報告。

(3)審核相關的施工組織設計和設備，確保施工的有序順利進行。

(4)對沉樁作業(yè)進行全過程的旁站監(jiān)理，確保鎖口止水材料作業(yè)到位，沉樁的樁位準確，標高符合設計要求。

(5)對于鋼筋混凝土結構，按相關的監(jiān)理細則進行鋼筋、模板及預埋件的檢查驗收，確保結構的質量。

(6)對于水上基坑的開挖及支撐作業(yè)，督促施工項目部嚴格按設計要求，開挖一層撐一道支撐，并根據監(jiān)測的數據指導開挖和支撐作業(yè)。當然，對于支撐的施工質量嚴格按設計要求和規(guī)范要求進行檢查，確保上道支撐完成(檢查合格)后，再進行后續(xù)挖土和下道支撐的施工，確?；拥陌踩?。

(7)對于大體積混凝土的澆注施工，督促施工項目部落實施工組織設計中的各項控制溫度裂縫的技術措施，核查混凝土的溫度監(jiān)測情況，確保混凝土的澆注質量。

(8)塢門的門框周邊花崗巖鑲邊施工，檢查花崗巖的成品質量外，著重對于花崗巖的鋪設質量的檢查，用靠尺檢查相臨花崗巖的平直度，確保花崗巖的施工質量。

監(jiān)理對塢口施工要點著重進行了監(jiān)控，督促施工項目部按設計要求和相關規(guī)范要求進行施工作業(yè)，確保了水上圍堰的進度和安全，為塢口區(qū)的工程實施創(chuàng)造了一個安全作業(yè)的環(huán)境，為工程的順利實施奠定了基礎。

3.2 高壓旋噴樁止水帷幕施工的監(jiān)控

塢口防滲采用高噴旋噴注漿工藝，高壓旋噴樁的底標高-26.0 m，頂標高 -10.65 m。高壓旋噴樁設兩排，孔距排距均為 80 cm。

(1)要求施工項目部進行陸上模擬試驗和典型段試驗，取得可靠的施工參數后，再行正式施工，并在施工中根據現場情況調整施工參數，以滿足止水的要求。

(2)檢查高壓旋噴樁的孔位，孔深和孔數、灌漿使用的材料必須符合設計要求，旋噴過程中，鉆孔中正常的冒漿量不應超過注漿量的 20%。

(3)根據相關方案，督促施工項目部安排好樁位施工順序，至少需跳打二個樁位，防止相鄰樁體串孔和穿漿。

(4)檢查高壓旋噴樁的灌漿壓力，灌漿變換和結束標準符合設計要求和有關規(guī)范規(guī)定。帷幕灌漿孔在灌漿前應進行清洗，并作壓水試驗。

(5)加固體強度驗收按鉆孔取樣，做物理試驗及 1 m 間距標貫試驗。

通過監(jiān)理的質量把關，高壓旋噴樁止水帷幕施工質量達到了要求，止水效果較好，確保了水上基坑內的施工作業(yè)的順利實施。

3.3 塢墻鋼板樁的施工監(jiān)控

本工程塢墻 CAZ19 鋼板樁由進口的 AZ19 型鋼板樁與國產鋼板焊接而成的復合結構，其中迎塢面為進口的 AZ19型鋼板樁，距塢墻壁 35 cm。鋼板樁樁長 22 m，樁頂標高+0.50 m，樁尖標高 -21.50 m，其中國產部分下端比進口部分短 3 m。

CAZ19 組合鋼板樁作為塢墻的一個側面，對位置和垂直度都有很高的要求，其施工質量將影響塢壁的外觀質量。

3.3.1 施工前的控制

本船塢工程塢墻采用前鋼板樁后 PHC 樁的承臺結構，鋼板樁采用國外進口的 CAZ 鋼板樁，根據 CAZ 鋼板樁沉樁規(guī)律，必須設置導樁及導向圍檁限位，并且采用“屏風式插樁，間隔送樁”的工藝進行打樁，所以，監(jiān)理要求施工單位做好下列施工的準備工作。

(1)樁帽和圍檁的加工。①定制異型樁帽和送樁管，保證六角型鋼板樁樁頂面受力均勻；②制作導向圍檁，導向圍檁一般用槽鋼加工制作，圍檁長度一般為 10 m～15 m，內徑寬度比鋼板樁寬度大 2 cm；③制作圍檁的限位樁，限位樁采用H 型鋼或鋼管制作，長 10 m，限位樁兩側加設牛腿用來固定圍檁，確保鋼板樁沉樁時不產生側向位移。

(2)測量放線。根據現場的測量控制網，按設計圖紙進行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標志，放樣定位后進行測量復核，監(jiān)理進行測量放線的復核工作。

(3)開挖溝槽。采用挖機在沉樁位置預先開挖溝槽，一般溝槽深 1 m，底寬 1 m。

上述施工準備工作完成，且鋼板樁的本體質量驗收合格，導向圍檁架設固定后，方可進行 CAZ 鋼板樁的沉樁作業(yè)，監(jiān)理進行旁站監(jiān)理。

3.3.2 施工中的控制

(1)要求施工項目部利用基準控制點，在鋼板樁縱向采用測距儀用極坐標方法在東、西塢壁及塢尾鋼板樁的中心延長線上設控制點，鋼板樁段設臨時控制點。在橫向設置陰角、陽角控制線，以控制平面位移。樣樁放測時均需先對控制樁進行復核校對，每次放測的服務不超過兩組數量，以防沉樁過程對控制點及樣樁的影響。

(2)鋼板樁沉樁過程需在兩個成垂直方向進行垂直觀測，在前進方向鋼板樁的中心線上，利用該線上控制點距沉樁位置 25 m 處架設經緯儀進行垂直度觀測。另一方向為在距樁正面 25 m 處施放一條鋼板樁軸線延長線的平行線，在平行線上把相應鋼板樁外側鎖口位置施放出來，所做點作為樁機正面儀器架設位置。

(3)軸線延長線上儀器視線與鋼板樁軸線一致，插樁時，如果鋼板樁鎖口中心線與儀器中十字絲不吻合，說明鋼板樁插在軸線方向有問題，需拔起重新施工。

(4)在沉樁過程中，應緩慢施工，在試打一錘后，停下來，用經緯儀進行校正，隨時注意調整樁的垂直度，若發(fā)現有微量位移，應及時用卷揚機糾偏，樁入土超過 12 m 后，不得強行糾偏。當組合鋼板樁沉至地面以上 8 m 時，停止沉樁。依次類推，直至該組鋼板樁(一般為 8～10 根)施工完畢后，拆除導向圍檁，樁基行走于鋼板樁一側，轉 90° 與履帶垂直，安裝好送樁桿，采用逐根跳打方法，每組最后一根樁作為后一組的定位依據，起控制限位作用。送樁時要觀測沉樁過程中的變化情況，并控制好樁頂標高。為防止送樁過程中相鄰樁被帶下，先送樁的樁頂標高以上限偏差控制，后送樁的樁頂標高以下限偏差控制。送樁結束后，在第二組鋼板樁位置重新布設圍檁，循環(huán)施工，同時做好沉樁記錄。

通過上述的施工前和施工中的控制，塢室開挖后，經檢查，鋼板樁在的垂直度和位移均達到了設計的要求。

3.4 降水控制和塢室土方的開挖控制

3.4.1 施工前的控制

塢室土方開挖是塢壁受力最大的階段，必須具備以下條件才可以開始進行塢室基坑開挖：①在塢室相應段塢墻承臺澆筑完成；②相應段錨碇拉桿安裝完成并施加了初始應力；③塢墻墻后降水達到設計要求標高以下。三個挖土的前提條件也是塢墻位移的控制措施。

塢室土方開挖的施工內容包括土方開挖和降水。

降水工程：在土方工程中，穿插著降排水施工，包括了：塢室基坑范圍內降水，以保證基坑開挖處于干施工狀態(tài)和保持開挖土體的安全，在基坑開挖前必須采取降水措施，將地下水位降低至開挖面以下；塢室基坑開挖前，塢墻墻后降水達到設計要求的標高；在塢室施工過程中，布置整個施工區(qū)域的明溝排水系統(tǒng)。

為確保塢墻的穩(wěn)定性和塢室土方開挖的安全及順利實施，監(jiān)理首先審核施工項目部的挖土和降水的專項施工方案，事先從降水方案上把關，檢查降水管埋設的間距，施工區(qū)域的明溝排水系統(tǒng)的布置，從而從理論上保證降水的效果，在降水作業(yè)一段時間后，通過預先埋設的檢查管，分段檢查降水的深度是否滿足分段開挖的要求，明確土方開挖的要求：塢室基坑挖土宜采取“盆式開挖”、“先中間，后兩邊”、“分層分區(qū)”等原則進行，根據監(jiān)測數據提供的板樁變形數據嚴格控制挖土的速率；土方開挖前約二周應對坑內進行井點降水，坑內要確保地下水位保持在開挖面以下 0.5 m～1.0 m 左右，同時要求項目部必須采取必要的施工期排水措施；開挖期間在底板對鋼板樁形成頂撐作用前墻后一定范圍內不允許回填土，同時地下水位必須保持在設計要求的標高以下。

3.4.2 施工中的控制

在塢室土方的開挖過程中進行旁站監(jiān)理，要求施工單位認真執(zhí)行有關土方開挖工程的強制性條文。

(1)基坑邊緣堆置的土方和建筑材料或沿挖方邊緣移動運輸機械，應距基坑上部邊緣不少于 2 m，棄土堆置高度不應超過 1.5 m。

(2)開挖過程中應隨時做好坑內明排水，并常檢查降水是否正常，是否引起周圍土體下沉或基底土隆起等事故。如惡劣季節(jié)開挖要有必要技術措施，坑面、坑底排水系統(tǒng)良好。冬季開挖時應防基土遭凍。

(3)機械或人工挖土都要求施工單位注意保護測量坐標、水準點以及監(jiān)測埋設的儀器與元件；嚴禁在開挖過程中碰撞、損壞圍護結構、支撐、工程樁和止水帷幕、降排水設施。

(4)在基坑開挖過程中，應隨時對塢墻的沉降和位移、地下水位變化，加強巡視和觀察。

(5)對基底的主要檢查內容：①檢查基底的土質情況，特別是土質與承載力是否與設計相符；②通過施工變形監(jiān)測，檢查塢墻鋼板樁結構是否基本穩(wěn)定；③當基底為砂或軟粘土時，應督促施工單位按設計要求，及時鋪碎石、卵石，其厚度不小于 20 cm；④如遇有局部超挖時，不能允許施工單位用素土回填，一般應用封底的混凝土加厚填平。

3.5 塢墻位移的控制

過大塢墻的位移，勢必減小塢室的凈尺寸，影響船塢的使用功能。塢墻位移的控制至關重要，本船塢工程塢墻位移又與鋼板樁的施工質量、降水取土作業(yè)和墻后錨拉系統(tǒng)的施工質量相關聯。

3.5.1 施工前的控制

預留位移量，確保船塢尺度。預留量一般由施工單位根據其經驗設置。

3.5.2 施工中的控制

(1)控制好塢墻鋼板樁的施工質量。

(2)做好降水和塢室土方開挖的速率控制。

(3)做好錨拉系統(tǒng)的施工質量

錨拉系統(tǒng)對塢墻的位移控制極其關鍵。錨拉系統(tǒng)一般由錨錠板樁、拉桿和墻前的壓重塊石組成。板樁和壓重塊石的施工質量監(jiān)控在此不展開闡述，按設計圖紙和相關規(guī)范要求控制即可。著重闡述拉桿的安裝監(jiān)控。

監(jiān)理除對拉桿的材料進場進行把關外，對拉桿的張拉過程進行旁站監(jiān)理。拉桿安裝應平順，張力均勻，螺母和緊張器應擰緊，收緊張器時，應按設計要求使拉桿具有一定的初始應力。拉桿的螺母應全部旋緊，并有足夠長度的螺紋外露。施工時應在拉桿下設置數個支承點，以防止拉桿變形及便于拉桿調整。拉桿的安裝在廊道底板混凝土達到設計強度后進行，拉桿的初始應力在挖土前達到設計要求。拉桿按設計要求的接頭方式連接成整體，在拉桿底布置磚砌支墩，保持拉桿水平并且接頭處銷釘開孔呈水平向。拉桿施加初始應力采用墻后張拉方式進行張拉，具體方法是在錨碇墻后布置千斤頂，千斤頂前后均有螺帽，千斤頂依靠其后面的螺帽張拉拉桿，然后擰緊其前面的螺帽。緊固螺母時應用手持應變儀測試拉桿初始應力，并調整各拉桿初始應力至設計要求。

一個結構分段的拉桿施加應力保持分次分批逐步迭加，確保該分段內拉桿均勻受力。拉桿施加預應力完成后，對拉桿進行防腐處理，包裹玻璃纖維布 2 層，每層外面涂刷水瀝青 2 層。

3.5.3 事后的控制

在拉桿安裝過程中，在拉桿上(有代表性的部分)安裝應變片，并在后續(xù)的施工過程中進行拉桿的應力監(jiān)測。一旦發(fā)現異常，及時與設計聯系，采取必要的技術措施，以確保錨拉系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而控制塢墻的位移。

4 結 語

通過施工方和監(jiān)理方的共同努力，落實了施工前、中、后塢墻位移的控制措施，確保了塢墻位移符合設計要求，滿足了使用需要。

中圖分類號：TU712

文獻標識碼：B

文章編號：1007-4104(2014)12-0069-05

收稿日期：2014-08-20

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