裝配式鋼棧橋在深基坑工程中的應(yīng)用與監(jiān)理控制

金 磊（上海天佑工程咨詢有限公司， 上海 200092）

在基坑工程實(shí)踐中，為滿足挖土需要，面積大的基坑通常需設(shè)置棧橋。裝配式鋼棧橋可在工廠制作，鋼棧橋板構(gòu)件質(zhì)量好、精度高、簡潔美觀，具有現(xiàn)場安拆簡便、可重復(fù)利用的優(yōu)勢，在使用階段可以臨時(shí)拆除，便于棧橋下方開挖，提高了挖土效率，但受鋼棧橋板標(biāo)準(zhǔn)尺寸限制，也影響了其周轉(zhuǎn)利用率。本文以某工程裝配式鋼棧橋板應(yīng)用（以下簡稱“本工程”）為例，從監(jiān)理角度對裝配式鋼棧橋板應(yīng)用狀況進(jìn)行梳理和總結(jié)，希望為類似工程提供借鑒。

1 深基坑工程設(shè)計(jì)概況

1.1 基坑概況

本工程基坑開挖總面積約17 740 m2，設(shè)3層地下室，基坑安全等級為一級，采用明挖順作法工藝分A、B、C三個(gè)基坑施工?；幽媳毕蚩傔呴L約為140 m，東西向總邊長為150 m，根據(jù)基坑開挖籌劃共分A、B、C三個(gè)分區(qū)分別實(shí)施。其中A區(qū)開挖面積約13 499 m2，挖深約16.2 m；B區(qū)開挖面積約2 752 m2，挖深約17.1 m；C區(qū)開挖面積約1 027 m2，挖深約16.3 m。分區(qū)基坑開挖籌劃，先開挖A坑，待A區(qū)底板完成再開挖B坑。當(dāng)A坑完成至±0.00且B坑底板完成后，再開挖C坑?！?.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高＋4.30 m，自然地坪絕對標(biāo)高＋3.80 m。

1.2 圍護(hù)設(shè)計(jì)

基坑圍護(hù)采用地下連續(xù)墻圍護(hù)，西側(cè)墻厚為1.0 m和1.2 m，其余為0.8 m，外圍地墻深度在51 m～55 m之間，內(nèi)部中隔墻深35 m～38 m。支撐設(shè)置A區(qū)設(shè)三道混凝土支撐，B區(qū)設(shè)四道混凝土支撐，C區(qū)設(shè)四道支撐（首道為混凝土支撐，其余為鋼支撐）。首道混凝土支撐與棧橋合并設(shè)置（首道撐兼做棧橋梁，ZQL1截面為800 mm×1 000 mm，ZQL2截面為800 mm×1 200 mm）。棧橋立柱采用灌注樁基礎(chǔ)＋鋼立柱形式（鋼立柱采用Q345B級鋼，綴板中心間距600 mm，構(gòu)件焊接按三級焊縫要求）。

1.3 棧橋設(shè)計(jì)

基坑A、B分區(qū)設(shè)置第一道混凝土支撐及混凝土棧橋（支撐中心標(biāo)高－1.7 m），混凝土標(biāo)號為C35，棧橋梁截面分別為800 mm×1 000 mm、800 mm×1 200 mm，每個(gè)立柱與各道支撐均與相鄰支撐可靠連接，鋼筋混凝土棧橋板雙向雙層配筋（φ14@500），支撐及棧橋鋼筋保護(hù)層厚度為30 mm。在棧橋板抬高區(qū)域與棧橋梁、頂圈梁連接區(qū)域均采用構(gòu)造加強(qiáng)措施（設(shè)置附加鋼筋及增加錨固）。施工期間棧橋荷載不超過25 kN/m2，每跨棧橋僅限行走或臨時(shí)停放一輛施工車。

2 裝配式鋼棧橋應(yīng)用與施工概況

2.1 裝配式鋼棧橋方案變更

根據(jù)總包調(diào)整專項(xiàng)施工方案，考慮到周邊環(huán)境復(fù)雜、居民維權(quán)意識高等因素，為加快棧橋安拆速度，降低對周邊環(huán)境影響，故將部分符合模數(shù)的混凝土棧橋替換為鋼棧橋（主要是南北方向），替換面積約2 000 m2。該方案經(jīng)過設(shè)計(jì)院復(fù)核后同意實(shí)施，另根據(jù)設(shè)計(jì)要求降部分支撐梁為棧橋梁，并澆筑混凝土新增棧橋板（標(biāo)號、配筋同原混凝土棧橋板）三處。

2.2 裝配式鋼棧橋施工深化

2.2.1 材料應(yīng)用

本工程將部分偶同棧橋替換為裝配式鋼棧橋，裝配式鋼棧橋板材質(zhì)為Q345B，采用固定模數(shù)長、寬、厚尺寸為6 000 mm×1 525 mm×250 mm，單塊重為約2.7 t，合計(jì)262塊（A坑214塊，B坑48塊），整體更換鋼棧橋板約707.4 t。單塊標(biāo)準(zhǔn)承載力5 000 kg/m2，表面板材為凹凸紋路。具體數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 鋼棧橋工程量統(tǒng)計(jì)

2.2.2 節(jié)點(diǎn)深化

每塊鋼棧橋板擱置在棧橋梁上，兩端設(shè)擋土墻（高15 cm，寬12 cm），與混凝土棧橋梁一并澆筑，鋼棧橋板與擋土墻空隙擬采用細(xì)石混凝土填塞。在棧橋有高差區(qū)域，鋼棧橋下混凝土棧橋板梁采取構(gòu)造加強(qiáng)措施（設(shè)置附加筋及滿足錨固），鋼棧橋與混凝土棧橋板高差區(qū)域坡度順接（混凝土棧橋梁設(shè)置斜坡段），每塊鋼棧橋板斜坡段對稱種植1根φ14 mm鋼筋（穿過吊裝孔）作為斜坡段限位措施。

2.3 裝配式鋼棧橋施工組織

（1）根據(jù)場地條件，設(shè)置鋼棧橋及配件堆放區(qū)域，在混凝土棧橋上堆放的滿足限載要求。

（2）根據(jù)基坑開挖工籌和場內(nèi)交通組織，鋼棧橋根據(jù)混凝土支撐施工順序安裝鋼棧橋板。

（3）根據(jù)結(jié)構(gòu)回筑工籌和場地交通組織，鋼棧橋根據(jù)混凝土支撐拆除順序組織分段拆除。

3 裝配式鋼棧橋?qū)嵤┡c監(jiān)理控制

3.1 棧橋梁控制

（1）首層開挖后對棧橋立柱樁平面位置進(jìn)行復(fù)核，對發(fā)現(xiàn)有立柱柱頭受損修復(fù)處理。對發(fā)現(xiàn)的平面偏位立柱加強(qiáng)構(gòu)造處理。

（2）分段澆筑棧橋梁素混凝土基礎(chǔ)，對墊層標(biāo)高進(jìn)行查驗(yàn)。

（3）分段棧橋梁組織鋼筋隱蔽驗(yàn)收，合格后批準(zhǔn)澆筑混凝土。

（4）對棧橋梁軸線定位位置分段復(fù)核，確保軸線偏差在可控范圍。對于鋼筋綁扎后發(fā)現(xiàn)棧橋梁偏位較大部位采用植筋措施處理。

3.2 安裝準(zhǔn)備

（1）因原深基坑方案在總包方提出變更鋼棧橋方案之前已通過專家評審，監(jiān)理要求對變更后裝配式鋼棧橋?qū)ｍ?xiàng)方案重新組織了專家論證（專家評審組長邀請?jiān)罨釉u審專家）。

（2）鋼棧橋構(gòu)件生產(chǎn)廠家資質(zhì)事前經(jīng)監(jiān)理審批，裝配式鋼棧橋板構(gòu)件進(jìn)場后，監(jiān)理對出廠合格質(zhì)量證明文件和外觀尺寸偏差檢驗(yàn)合格后，在固定指定區(qū)域存放構(gòu)件。

（3）鋼棧橋板安拆為廠家具體負(fù)責(zé)，現(xiàn)場安拆管理人員和特種作業(yè)人員上崗前進(jìn)行了資質(zhì)核查工作，經(jīng)總包、監(jiān)理分別進(jìn)行安裝交底后再實(shí)施安裝。

（4）鋼棧橋安裝吊裝作業(yè)起重機(jī)械（25 t汽車吊）進(jìn)場驗(yàn)收手續(xù)核驗(yàn)后方批準(zhǔn)進(jìn)場使用，相關(guān)起重機(jī)械司機(jī)、指揮等特種作業(yè)人員須滿足持證上崗要求。

（5）安裝前棧橋立柱灌注樁基礎(chǔ)、棧橋梁混凝土強(qiáng)度需滿足要求方可安裝。棧橋梁混凝土強(qiáng)度需滿足不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%方可安裝，安裝前須核驗(yàn)混凝土強(qiáng)度報(bào)告。

（6）為控制標(biāo)高鋼棧橋梁下采用素混凝土墊層，安裝前對棧橋梁拆模外觀尺寸偏差進(jìn)行檢驗(yàn)，重點(diǎn)是棧橋梁頂標(biāo)高及截面尺寸，確保滿足鋼棧橋安裝精度要求（具體標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示）。

表2 鋼棧橋基礎(chǔ)梁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

3.3 安裝施工

（1）根據(jù)基坑棧橋體系特點(diǎn)，梳理了鋼棧橋安裝條件，便于分區(qū)分段在具備條件情況下再安裝鋼棧橋板，做好事前控制：新增棧橋板區(qū)域支撐梁板需完成，并滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度；安裝區(qū)棧橋立柱基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%；安裝區(qū)域支撐棧橋梁（頂圈梁）、鄰近混凝土棧橋強(qiáng)度須滿足不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%；安裝區(qū)域混凝土支撐棧橋梁拆模后尺寸偏差滿足鋼棧橋板安裝尺寸限界要求；安裝前進(jìn)場的鋼棧橋板構(gòu)件滿足進(jìn)場檢驗(yàn)要求；安裝前鋼棧橋吊裝機(jī)械及特種作業(yè)人員資質(zhì)審查合格；鋼棧橋板橋面以下降水井抽水管路排布系統(tǒng)合理。

（2）首段安裝區(qū)域采用首件安裝驗(yàn)收，安裝前對棧橋梁頂標(biāo)高核對，檢查鋪設(shè)后板高，對高差段鋪設(shè)橡膠墊片前后效果進(jìn)行檢查。

（3）鋼棧橋板安裝前，對混凝土棧橋梁截面尺寸、軸線位置進(jìn)行核對，重點(diǎn)對棧橋梁長寬方向尺寸間距進(jìn)行核對，對影響安裝部位混凝土修鑿處理。

（4）棧橋梁基礎(chǔ)驗(yàn)收合格后，對鋼棧橋板吊裝過程安全進(jìn)行監(jiān)控，重點(diǎn)是吊點(diǎn)布置及吊運(yùn)安全措施落實(shí)情況。

（5）鋼棧橋板分段安裝就位后，對鋼棧橋板進(jìn)行專項(xiàng)檢查，對鋼棧橋橋面標(biāo)高、鋼棧橋板板縫控制進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

3.4 棧橋使用

（1）鋼棧橋使用期間，重點(diǎn)做好鋼棧橋臨邊防護(hù)安全管控，挖土結(jié)束后及時(shí)恢復(fù)橋面臨邊防護(hù)設(shè)施（鋼棧橋采用承插式定型防護(hù)欄桿、混凝土棧橋采用移動(dòng)式定型護(hù)欄）。

（2）鋼棧橋使用階段落實(shí)限載措施，橋面設(shè)置限載安全警示標(biāo)志，利用場地的自動(dòng)地磅系統(tǒng)對滿載土方車輛過磅沉重，檢查有無超載現(xiàn)象。

（3）根據(jù)開挖分塊需要策劃橋面停放車輛和行進(jìn)路線，安排專人組織橋面臨時(shí)交通，確保場地內(nèi)運(yùn)輸形成環(huán)路，有序安排橋面車輛進(jìn)出。

（4）挖土期間需配合臨時(shí)拆除鋼棧橋區(qū)域周邊做好臨時(shí)防護(hù)措施，加強(qiáng)專人挖土監(jiān)護(hù)和指揮，確保臨時(shí)洞口作業(yè)安全。

（5）鋼棧橋下土方開挖結(jié)束，臨時(shí)拆除鋼棧橋板區(qū)域及時(shí)檢查恢復(fù)狀況，對發(fā)現(xiàn)鋼棧橋板難以完全復(fù)位（如板縫大）的情況，采取臨時(shí)蓋板覆蓋措施。對拆除復(fù)位的鋼棧橋板進(jìn)行焊接連接加強(qiáng)，提高橋面整體性，減少車輛振動(dòng)噪音。

（6）鋼棧橋板在挖土期間反復(fù)裝拆容易導(dǎo)致棧橋梁兩側(cè)擋墻損壞問題，應(yīng)定期檢查和清理，避免高處墜物傷人。

3.5 棧橋拆除

（1）拆除前結(jié)合混凝土支撐拆除順序，分段進(jìn)行拆除，有鋼棧橋板區(qū)域先拆除鋼棧橋板，再拆除混凝土棧橋梁構(gòu)件。

（2）拆除期間重點(diǎn)做好吊裝安全管理工作，拆除后鋼棧橋板要及時(shí)組織外運(yùn)，嚴(yán)禁鋼棧橋板隨意堆載在結(jié)構(gòu)樓板面。

4 裝配式鋼棧橋監(jiān)理控制實(shí)踐體會(huì)

本工程在設(shè)計(jì)復(fù)核同意下，在基坑中局部采用了裝配式鋼棧橋，取得了一定成效。在應(yīng)用過程中，監(jiān)理始終以質(zhì)量、安全為核心，重點(diǎn)對鋼棧橋策劃、安裝、使用、拆除階段進(jìn)行了控制，積累了對基坑裝配式鋼棧橋的經(jīng)驗(yàn)。

（1）方案策劃：雖然裝配式鋼棧橋有諸多優(yōu)點(diǎn)，但并不是每個(gè)基坑工程都適用裝配式鋼棧橋，對于基坑首道支撐體系若能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊化，相信裝配式鋼棧橋應(yīng)用前景會(huì)更為廣闊。如果施工方要采用裝配式鋼棧橋，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)提前介入，有利于設(shè)計(jì)與施工更好銜接。

（2）橡膠墊板：裝配式鋼棧橋板下橡膠墊板根據(jù)施工方案，主要用途是調(diào)整標(biāo)高，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)橡膠墊板厚度尺寸比較單一（均為1 cm），缺乏分級尺寸（如0.5 cm等）。同時(shí)采用了橡膠墊板，也能起到一定緩沖減震作用，實(shí)際應(yīng)用中鋼棧橋板車輛行車噪音還是存在。

（3）棧橋吊裝孔：裝配式鋼棧橋板設(shè)置專用吊裝孔，在使用期間也能起到排水的作用。實(shí)際應(yīng)用中，孔口沒有考慮設(shè)置孔口蓋板。在使用階段，孔口也會(huì)存在高處墜物的安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中采取了臨時(shí)孔口覆蓋措施。如果能兼顧吊裝孔設(shè)計(jì)自帶臨時(shí)蓋板，可能更好。

（4）拆除恢復(fù)：裝配式鋼棧橋板在開挖階段優(yōu)勢就是可以自由移動(dòng)，在臨時(shí)拆除期間，拆除后橋面洞口存在，也帶來一定安全隱患，特別是拆除后復(fù)位很難達(dá)到最初原始狀態(tài)，容易導(dǎo)致棧橋板縫過大，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)棧橋板縱、橫向滑移的風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何更好地考慮鋼棧橋在臨時(shí)拆除復(fù)位期間的可靠安全措施，有待進(jìn)一步總結(jié)提高。