超前斜撐體系斜支撐安裝質(zhì)量控制研究

【摘要】超前斜撐體系作為一種新型支護形式，具有支護效果好、經(jīng)濟效果佳、能縮短建設(shè)工期的特點，可應(yīng)用于大面積深度不大的基坑工程。但超前斜撐體系作為一種新的支護形式，新技術(shù)的應(yīng)用難免給施工質(zhì)量的控制帶來了巨大的挑戰(zhàn)。對此，運用PDCA理論，對超前斜撐新型支護體系的質(zhì)量控制展開研究，首先對既有斜撐施工質(zhì)量存在問題進行分析，然后提出相關(guān)對策，最后通過對策實施，效果反饋好，斜撐安裝精度高、經(jīng)濟效果佳，可在類似工程推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】超前斜撐體系； PDCA理論； 安裝精度控制

【中圖分類號】TU94+2【文獻標志碼】B

［定稿日期］2023-06-21

［作者簡介］鄧殿才（1979—），男，本科，高級工程師，從事市政工程研究工作。

1 超前斜撐體系的支護原理

超前斜撐由“支護樁腰梁+鋼管斜撐+楔形獨立承臺”組成（圖1），是自主研發(fā)并應(yīng)用于實際項目的一種新型支護形式。該新型支護體系受力明確，土側(cè)壓力通過斜撐傳入楔形承臺，楔形承臺獨特的造型增加與土體的接觸面積，很好地將斜撐軸力分散到周邊土中。若承臺周邊土質(zhì)較差，可采取水泥攪拌樁的方式進行周邊土體進行加固。

2 既有問題調(diào)查與目標確定

通過調(diào)查應(yīng)用該超前斜撐體系的兩個項目，對既有斜撐體系質(zhì)量進行抽查，共抽查120個點。抽查情況如表1所示。

從抽查表中可以看出，該新型支護體系在實際項目應(yīng)用中存在的問題大部分是由于安裝造成的，即主要是支撐標高偏差控制、支撐水平位置偏差控制、各機械設(shè)備選型、鋼管撓曲度偏差控制等安裝過程中引起的問題。

為了將安裝問題分析透徹，成立專項組，深入兩個項目進行調(diào)研。專項小組依據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》、GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》［1-2］對鋼管斜支撐安裝質(zhì)量進行現(xiàn)場實測，共抽測了50個點。實測統(tǒng)計如表2所示。

對上表安裝質(zhì)量缺陷進行排列，按缺陷占比大小，繪制排列見表3。

從鋼管斜撐施工質(zhì)量缺陷統(tǒng)計表得出調(diào)查結(jié)論可以看出支撐撓曲度大、支撐標高偏差是影響鋼管斜撐施工質(zhì)量的主導(dǎo)因素，兩者的累計頻率達70%，其余缺陷占比相對小為非關(guān)鍵因素，因此，主要針對支撐撓曲度大、支撐標高偏差兩項進行分析。

鋼管斜支撐安裝質(zhì)量的“支撐撓曲度大”“支撐標高偏差”合格率分別為80%、82%，如果能解決該問題的50%，那

么鋼管安裝后“支撐撓曲度大”的合格率將提高到80%+20%×50%=90%，“支撐標高偏差”的合格率將提高到82%+18%×50%=91%。

但考慮到一些不可預(yù)見的因素對解決問題造成的影響，確定目標合格率為90%。

3 既有問題原因分析

專項組通過開展魚刺圖分析進行要因確認，共找到了10條末端因素，其中4條為要因因素，分別為預(yù)埋鋼板加固措施不當、定位措施未合理設(shè)置、施工方案未能有效指導(dǎo)，斜撐安裝平臺不平整，其余6條則為非要因因素，4條要因因素具體調(diào)查如下。

3.1 預(yù)埋鋼板加固措施不當

通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場預(yù)埋鋼板與牛腿鋼筋僅采用焊接固定，混凝土澆筑過程中，振搗棒與鋼筋的碰觸，影響到預(yù)埋件澆筑完成后的安裝精度。

為了定性判斷預(yù)埋鋼板加固措施對超前斜撐安裝質(zhì)量的影響程度，專項組決定以實測預(yù)埋鋼板與水平面夾角偏差來判斷。依據(jù)GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》表8.4.1中的偏差允許值對已安裝完成的預(yù)埋鋼板與水平面夾角偏差進行現(xiàn)場實測（設(shè)計要求不超過8°），實測結(jié)果如表4所示。

從統(tǒng)計表中可以得出，腰梁預(yù)埋鋼板與水平面夾角偏差合格率僅為80%，小于檢驗合格率的要求。

3.2 定位措施未合理設(shè)置

現(xiàn)場調(diào)查鋼管斜支撐安裝施工時發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩首尾固定鋼管，待鋼管固定端就位后，工人就直接開始焊接固定端，另一頭的活動端沒有采取任何定位固定措施，在焊接過程中，鋼絲繩的滑動、風力的影響等因素會造成活動端標高的偏差。

同時，現(xiàn)場鋼管定位點為鋼管管面中心點，牛腿和腰梁預(yù)埋件上各以中心點為定位點，安裝鋼管時，鋼管覆蓋預(yù)埋件上的定位點，無法確定預(yù)埋件定位點的具體位置，導(dǎo)致無法精確定位鋼管，極大地影響到斜撐安裝質(zhì)量。

3.3 施工方案未能有效指導(dǎo)

為了對比交底的效果，交底前進行考試，再書面交底后再一次考核，考核結(jié)果如表5所示。

從考核結(jié)果來看，現(xiàn)場管理人員文化水平較高，質(zhì)量管控意識也是很強的，所以書面交底的效果很好；但現(xiàn)場實際施工操作人員對斜撐質(zhì)量交底要點的掌握程度稍有欠佳，說明書面交底對現(xiàn)場安裝人員提升效果并不是最佳。經(jīng)過與現(xiàn)場施工人員的交流得知主要是因為交底內(nèi)容過于字面化使得理解困難，施工方案過于片面，施工方法過于陳舊且無針對性。

3.4 斜撐安裝平臺不平整

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)鋼管拼接中工人們直接在鋼板上進行操作，且鋼墊板下為未壓實的泥地。直接在鋼墊板上作業(yè)，無法保證斜撐拼接平臺的平整性，嚴重影響了鋼管拼接質(zhì)量和拼接后鋼管支撐撓曲度，也就造成了斜撐安裝質(zhì)量的偏差。

4 對策的實施

4.1 完善、優(yōu)化超前斜支撐施工方案

原施工方案采取一次澆搗成型，導(dǎo)致振搗棒在振搗過程中造成焊接的預(yù)埋件碰撞移位。為此，提出新的施工方案。

現(xiàn)采取二次澆搗，首先施工埋入土體部分楔形承臺，待埋入土體部分施工澆筑完成后，再焊接預(yù)埋鋼板，最后澆筑上部混凝土。在項目部辦公室，由技術(shù)人員對圖紙進行深化，繪制具體施工如圖2所示。

同時，在專項組成員記錄施工過程，保留影像資料。

4.2 增加纜風繩，改良定位措施

在鋼管活動端位置設(shè)置纜風繩，待鋼管固定端就位后，通過纜風繩來調(diào)整鋼管活動端的位置，從而保證鋼管活動端的精確就位。

鋼管活動端就位后，立即用錘子在預(yù)埋鋼板和鋼管活動端之間打入鋼制楔塊，初步固定鋼管活動端后，再焊接固定端鋼管，以防止鋼管固定端施工時對活動端產(chǎn)生的影響。

并決定根據(jù)中心定位點在預(yù)埋鋼板上放出4個鋼管管邊緣定位點，用紅油漆（紅膠帶）標出，在鋼管上管面軸線用白色粉筆標出。采取這種措施之后，工人在現(xiàn)場比較容易將定位點與軸線一一對應(yīng)，不僅減小了定位難度，而且提高了定位準確率（圖3）。

4.3 采用三維動畫與視頻結(jié)合形式進行技術(shù)交底

建立本項目的BIM模型，在項目部會議室播放超前斜撐節(jié)點施工動畫，進行三維可視化技術(shù)交底。同時，通過BIM模型，現(xiàn)場人員各抒己見，對不合理的地方進行改進（圖4）。

4.4 要求規(guī)定場地安裝

現(xiàn)場主要場地硬化處理方式通常有混凝土硬化、鋪設(shè)鋼板、碎石等。而該項目為了加快進度，采取在鋼板上安裝斜撐已經(jīng)影響到斜撐安裝后撓曲度，該做法是不可取的。

對此，為了斜支撐鋼管轉(zhuǎn)移的方便和焊接時操作平臺的堅實，項目部決定將基坑邊外路面先進行硬化，作為堆積鋼管的場地和鋼管焊接的操作平臺，斜撐在混凝土硬化后的場地上進行螺栓連接，質(zhì)量得以控制，同時安裝后由質(zhì)量員及監(jiān)理驗收合格后方可運至指定位置施工。

5 實施效果

通過改進的新措施有效地解決了鋼管斜支撐安裝質(zhì)量的問題，新措施實施前后效果對比如圖5所示，“支撐撓曲度大”“支撐標高偏差”這兩項主導(dǎo)施工問題的因素在整體中占比大幅下降。安裝后鋼管支撐撓曲度合格率達到了100%，支撐標高偏差合格率達到了96%，主要質(zhì)量缺陷發(fā)生概率明顯下降，質(zhì)量提高效果顯著。

成本方面，關(guān)鍵線路工期提前20天，吊車臺班費2 000元/d，25個工人平均工日價為300元，扣除掉管理費日開銷1萬元，活動經(jīng)費5萬元，初步計算帶來的經(jīng)濟效益達到了34萬元。

安全方面，通過采用振弦式表面應(yīng)變計，每日測讀并記錄數(shù)值，從數(shù)據(jù)趨勢圖中可以看出，斜撐受力最大值在設(shè)計范圍內(nèi)。同時，每日對深層水平位移數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并繪制了趨勢圖，圖中可以看出，位移值在規(guī)范要求內(nèi)，現(xiàn)場也未造成基坑周邊地表、建筑物和地下管線的沉降圖（6）～圖（7）。

5 結(jié)束語

質(zhì)量管理一直是項目管理的難點與重點，特別是針對新技術(shù)的應(yīng)用，沒有可借鑒的經(jīng)驗，可參考的案例，往往造成質(zhì)量管理人員遇到問題時束手無策?；诖?，本文結(jié)合實際案例，遵循質(zhì)量管理PDCA的程序，從現(xiàn)狀調(diào)查、數(shù)據(jù)收集、既有問題的分析，目標確定、對策實施、效果檢查多方面展開探討，為廣大從事質(zhì)量管理的技術(shù)人員，提供一種面對新技術(shù)應(yīng)用該如何開展質(zhì)量管理的思路。

參考文獻

［1］ 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程： JGJ120-2012［S］.北京：中國標準出版社，2012.

［2］ 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準： GB50205-2020［S］.北京：中國標準出版社，2012.