預(yù)制裝配基坑圍護(hù)施工監(jiān)理管控要點(diǎn)

紀(jì)添成（上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司， 上海 200433）

0 引 言

目前，國(guó)家正大力提倡建筑工業(yè)化，即采用裝配化的建造模式改變傳統(tǒng)的建造模式，從而達(dá)到減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)、降低環(huán)境污染、提高施工效率的目的?；庸こ讨?，新型裝配化圍護(hù)結(jié)構(gòu)層出不窮，比如預(yù)制混凝土支護(hù)管樁[1]、預(yù)制地下連續(xù)墻[2]、預(yù)制混凝土異形構(gòu)件水泥土攪拌樁墻[3]等。上海建工醫(yī)院 3 號(hào)病房樓改建項(xiàng)目基坑工程采用了預(yù)制裝配基坑圍護(hù)。

1 工藝原理

1.1 工法簡(jiǎn)介

預(yù)制裝配基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是一種半預(yù)制裝配圍護(hù)結(jié)構(gòu)，即利用傳統(tǒng)的水泥攪拌樁松動(dòng)土體形成流動(dòng)狀水泥土，在水泥土凝結(jié)前，插入鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，凝結(jié)形成復(fù)合擋土止水帷幕墻體，并結(jié)合支撐和錨桿，形成完整的支護(hù)體系。

圖 1 預(yù)制裝配基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工藝特點(diǎn)

預(yù)制裝配基坑圍護(hù)特點(diǎn)如下。

1.2.1 截面受力特性較好

目前開挖深度在 10 m 以上的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)多使用鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁圍護(hù)為圓形截面，考慮到施工的可操作性，縱向受力鋼筋一般沿圓周均勻布置，使得一部分鋼筋的力學(xué)特性沒有得到充分發(fā)揮，并且圓形截面抗側(cè)作用較差。預(yù)制構(gòu)件借鑒了混凝土構(gòu)件中矩形截面梁的受力特點(diǎn)，截面型式高效、可靠，最大化發(fā)揮了鋼筋與混凝土的受力性能。

1.2.2 開挖深度變化范圍大

由于受到 H 型鋼截面的影響，SMW 工法樁的開挖深度最大在 12 m 左右，而本施工工法由于采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的開挖深度進(jìn)行配筋，開挖深度適用范圍更廣。

1.2.3 圍護(hù)墻的剛度比較大

原 SMW 工法樁剛度主要由內(nèi)插 H 型鋼提供，截面型式受國(guó)內(nèi) H 型鋼規(guī)格限制，預(yù)制構(gòu)件復(fù)合水泥土墻中的構(gòu)件截面型式靈活，可根據(jù)不同開挖深度對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以為圓形、矩形或工字形。

1.2.4 成本完全不受工期影響

原 SMW 工法樁圍護(hù)內(nèi)插型鋼常常是租賃的，當(dāng)工期超過期限時(shí)造價(jià)將大幅提高，因此 SMW 工法樁圍護(hù)適用范圍常常是面積較小的基坑。本新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于采用混凝土構(gòu)件作為抗彎構(gòu)件，造價(jià)較低，無需回收，因此成本完全不受工期的影響，可以適用于大面積的基坑圍護(hù)。

1.3 工藝流程

預(yù)制裝配基坑圍護(hù)施工流程如圖 2 所示。

圖 2 預(yù)制裝配基坑圍護(hù)施工流程

1.3.1 第一工序：施工準(zhǔn)備

地質(zhì)及地下水環(huán)境勘查、障礙物情況及周邊環(huán)境調(diào)查、測(cè)量基準(zhǔn)線（標(biāo)高、定位等）、施工總體方案編制及總平面布置圖、各類施工設(shè)備及材料準(zhǔn)備。

1.3.2 第二工序：預(yù)制構(gòu)件制作

場(chǎng)地平整、鋼筋骨架綁扎、模板安裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)。

1.3.3 第三工序：預(yù)制構(gòu)件復(fù)合水泥土樁墻施工

樁機(jī)就位、預(yù)制構(gòu)件吊裝、鉆孔攪拌、預(yù)制構(gòu)件插入。

完成一根預(yù)制構(gòu)件的施工后，根據(jù)第二、第三工序循環(huán)施工，依次完成本新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工。

2 管控要點(diǎn)

2.1 預(yù)制混凝土構(gòu)件制作質(zhì)量

相較目前裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)制構(gòu)件工廠預(yù)制成本高、成品保護(hù)和運(yùn)輸要求高、駐廠監(jiān)管難的行業(yè)現(xiàn)狀，預(yù)制裝配圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)通常為現(xiàn)場(chǎng)加工，因此，構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管更加可控。預(yù)制混凝土構(gòu)件制作質(zhì)量管控要點(diǎn)主要包含：截面尺寸、構(gòu)件長(zhǎng)度、外觀質(zhì)量以及鋼筋質(zhì)量和混凝土強(qiáng)度。

（1） 構(gòu)件尺寸誤差不得超過 0.1%。

（2） 構(gòu)件外觀檢查：構(gòu)件表面應(yīng)平整、密實(shí)，掉角深度不應(yīng)超過 10 mm，局部蜂窩和掉角的缺損總面積不得超過構(gòu)件全部表面積的 0.5%，并不得過度集中。

（3） 混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫深度不得大于 20 mm，寬度不得大于 0.5 mm。樁頂和樁尖處不得有蜂窩、麻面、裂縫和掉角。

（4） 預(yù)制混凝土構(gòu)件的鋼筋型號(hào)、直徑、保護(hù)層、配置以及構(gòu)件頂部預(yù)留鋼筋長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（5） 混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 水泥土攪拌樁施工質(zhì)量

水泥土攪拌樁是預(yù)制裝配基坑圍護(hù)的重要組成部分，不僅起到止水、承受水土壓力在應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材料間產(chǎn)生的剪力作用，同時(shí)水泥土還能有效地控制應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材的側(cè)移和扭轉(zhuǎn)，提高圍護(hù)的整體穩(wěn)定性。水泥土攪拌樁施工時(shí)水泥摻量、水灰比、攪拌工藝會(huì)對(duì)水泥土攪拌樁的強(qiáng)度、止水效果和預(yù)制構(gòu)件下沉效果有很大影響。重點(diǎn)管控要點(diǎn)為水灰比的控制。

2.2.1 水泥種類及用量

應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇水泥種類及用量。要按照不同的土質(zhì)條件、施工效率及預(yù)制構(gòu)件的插入綜合考慮，一般三軸攪拌樁多采用 P.O 42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，20% 的水泥摻入比。當(dāng)在較硬土層中施工時(shí)，由于施工機(jī)械的原因，鉆進(jìn)速度較慢，需要適當(dāng)提高水泥漿液用量以保證攪拌樁機(jī)的正常運(yùn)作。當(dāng)水泥漿液注入量較多時(shí)，由于水泥土攪拌樁中的含水量增多，會(huì)降低水泥土強(qiáng)度和防水性能。

2.2.2 水灰比

本文案例工程—上海建工醫(yī)院預(yù)制裝配基坑圍護(hù)插入水泥土中的是矩形預(yù)制混凝土構(gòu)件，即單排 Φ1 000@1 500 三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插 750×300@750，即滿插，其排土效應(yīng)較H型鋼、預(yù)制混凝土支護(hù)管樁、預(yù)制混凝土異形構(gòu)件水泥土攪拌樁墻強(qiáng)烈，因此要求水泥土必須具有更大的流動(dòng)性。為了提高水泥土的流動(dòng)性，改善預(yù)制構(gòu)件的下沉效果，在維持水泥摻量為 20% 的情況下，提高水泥漿液的水灰比，增加水泥土的和易性，水灰比控制在 1.5～2.0之間，宜取上限。

另外，樁與樁的搭接時(shí)間不宜大于 24 h。若因故超時(shí)，搭接施工中必須放慢攪拌速度以保證搭接質(zhì)量；若因時(shí)間過長(zhǎng)無法搭接或搭接不良，應(yīng)作為冷縫記錄在案，并經(jīng)監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，采取在搭接處補(bǔ)做攪拌樁或者旋噴樁等技術(shù)措施，確保攪拌樁的施工質(zhì)量。

2.3 預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝、插入質(zhì)量

預(yù)制裝配基坑圍護(hù)中混凝土構(gòu)件的下沉主要是靠自重，本文案例工程中排土效應(yīng)強(qiáng)，在控制水灰比的同時(shí)，還需控制構(gòu)件吊裝施工和插入質(zhì)量。

2.3.1 預(yù)制構(gòu)件吊裝下沉施工

（1） 構(gòu)件起吊。預(yù)制混凝土運(yùn)輸起吊采用通常的二點(diǎn)起吊法，防止構(gòu)件的側(cè)向翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生斷裂；構(gòu)件插入過程中采用單點(diǎn)起吊，確保安全操作。

（2） 插入定位。在三軸攪拌樁溝槽上方架設(shè)定位型鋼并設(shè)定位卡，固定插入預(yù)制構(gòu)件平面位置，定位卡必須牢固、水平，而后將預(yù)制構(gòu)件底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)。

（3） 下沉施工。預(yù)制構(gòu)件吊裝插入施工宜在攪拌樁施工結(jié)束后 30 min 內(nèi)進(jìn)行，插入前必須檢查其直線度，確保滿足垂直度要求。

構(gòu)件下沉一般依靠自重插入，過程中隨著樁體下沉深度增加，預(yù)制樁在攪拌體內(nèi)受阻力隨之增大。若預(yù)制混凝土構(gòu)件插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，可采用輔助措施下沉，即吊裝下個(gè)插入構(gòu)件作為其配重，將其壓入至設(shè)計(jì)標(biāo)高，嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊并松鉤下落的插入方法，下沉過程中始終用線錘跟蹤控制箱梁垂直度。

2.3.2 預(yù)制構(gòu)件插入質(zhì)量

（1） 構(gòu)件插入方向：為了節(jié)約材料，預(yù)制構(gòu)件按照實(shí)際受力進(jìn)行配筋，構(gòu)件中基坑內(nèi)外兩側(cè)配筋往往不同，因此預(yù)制構(gòu)件插入方向應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2） 垂直度≤1/200。

（3） 底標(biāo)高：—30 mm。

（4） 形心轉(zhuǎn)角≤3°。

（5） 平面位置：50 mm （平行基坑圍護(hù)方向）、10 mm （垂直基坑圍護(hù)方向）。

3 結(jié) 語

上海建工醫(yī)院 3 號(hào)樓預(yù)制裝配圍護(hù)工程取得圓滿成功，圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面位置和垂直度控制滿足規(guī)范要求，止水效果良好，基坑變形較傳統(tǒng)圍護(hù)要小得多，表明采取的監(jiān)理管控措施具有很強(qiáng)的針對(duì)性，通過監(jiān)理實(shí)踐，確立了監(jiān)理要點(diǎn)和質(zhì)量控制要求，可供同行借鑒。