H 型構(gòu)件水泥土攪拌墻質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

田小明（上海寶鋼工程咨詢(xún)有限公司， 上海 201900）

1 工程概況和特點(diǎn)

某項(xiàng)目附建式人防地下室基坑圍護(hù)工程，基坑開(kāi)挖面積 5 957 m2，基坑周長(zhǎng) 535 m，基坑開(kāi)挖深度 5.75 m～ 6.95 m，局部電梯井和集水井處落深開(kāi)挖深度為 6.75 m～ 7.65 m。基坑安全等級(jí)為三級(jí)，環(huán)境保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系選擇在連續(xù)套接的 Ф850@600 mm 三軸水泥土攪拌樁內(nèi)，沉入 H650×300@600 mm 強(qiáng)度等級(jí) C50 預(yù)制鋼筋混凝土 H 型構(gòu)件，形成復(fù)合水泥土攪拌墻擋土截水結(jié)構(gòu)。

該基坑工程周邊環(huán)境復(fù)雜，平面布置不規(guī)則，場(chǎng)地狹窄，地下水位較高；周邊建筑物、道路和給水、污水、雨水、電力、天然氣、電信光纜等管線與基坑間距較近。考慮到施工場(chǎng)地機(jī)械回轉(zhuǎn)條件、基坑的使用要求等因素，如果選用可回收重復(fù)使用的 H 型鋼，當(dāng)拔起 H 型鋼時(shí)，起重機(jī)械必須在地下室頂板占位，就要對(duì)地下室頂板采取加固措施，這會(huì)增加成本投入，也會(huì)影響工期效率，為此應(yīng)用 H 型構(gòu)件水泥土攪拌墻。其特點(diǎn)如下：構(gòu)件由工廠定型化生產(chǎn)，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)切割、焊接工序，進(jìn)場(chǎng)直接沉樁，無(wú)泥漿、弧光、噪聲等污染，占用施工空間少，對(duì)周邊環(huán)境影響小，施工速度快且效率高；應(yīng)用單節(jié)長(zhǎng)度 ≤18 m 的預(yù)制 H 型構(gòu)件，單節(jié)重量在 4.7 t～5.3 t 之間，具有運(yùn)輸容易、起吊方便、成本較低的特點(diǎn)；施工時(shí)不受天氣影響，可在雨天作業(yè)；因 H 型構(gòu)件不再拔出回收，既不必涂裝減摩劑、安排拔出后的空隙注漿填充等工序，也不必考慮起拔機(jī)械占位、起拔后對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響等問(wèn)題。

該基坑的自然地面標(biāo)高為－0.90 m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻H型構(gòu)件頂標(biāo)高為－1.05 m，構(gòu)件長(zhǎng)度分別為 14.75 m （底標(biāo)高－15.80 m）和 13.25 m（底標(biāo)高－14.30 m）?；又ёo(hù)體系設(shè)置一道鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35 圍檁支撐，圍檁與 H 型構(gòu)件樁頂端連接。

2 成品 H 型構(gòu)件質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

2.1 確定進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

施工前，監(jiān)理參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》和 DG/TJ08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)條款規(guī)定，結(jié)合 H 型構(gòu)件特征，分析進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件質(zhì)量控制要素和施工主要工序，明確進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件外觀和外形尺寸的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，把好每一根進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件的質(zhì)量控制關(guān)。確定進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如表 1 所示。

當(dāng) H 型構(gòu)件材質(zhì)和截面特征與 H 型鋼存在差異，確定外形質(zhì)量檢驗(yàn)允許偏差時(shí)，H 型構(gòu)件必須標(biāo)識(shí)醒目唯一編碼，以防施工時(shí)搞錯(cuò)不同位置的不同樁身長(zhǎng)度。確定進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件外形尺寸質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如表 2 所示。

表 1 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

表 2 H 型構(gòu)件外形尺寸質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 建議 H 型構(gòu)件截面配筋、加裝護(hù)邊角鋼等的改進(jìn)措施

2.2.1 H 型構(gòu)件截面配筋兩側(cè)一致

選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 H 型圍護(hù)樁預(yù)制構(gòu)件，按照 2016 滬 G/T—507《混凝土 H 型圍護(hù)樁構(gòu)件圖集》依據(jù)受力性能彎矩設(shè)計(jì)值，構(gòu)件截面在迎坑面（坑內(nèi)）的預(yù)應(yīng)力鋼筋規(guī)格數(shù)量，大于迎土面（坑外）的預(yù)應(yīng)力鋼筋規(guī)格數(shù)量；H 型構(gòu)件除了樁尖和樁頂兩端有區(qū)別以外，樁身外觀截面統(tǒng)長(zhǎng)一樣，僅樁身長(zhǎng)度不同。在成樁試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，H 型構(gòu)件沉樁定位偏差較大，相鄰 H 型構(gòu)件浮起糾偏困難，必須吊起 H 型構(gòu)件重新定位和重新沉樁，導(dǎo)致 H 型構(gòu)件上醒目標(biāo)注的“迎土面”“迎坑面”標(biāo)識(shí)被水泥土包裹污染而無(wú)法辨識(shí)，這將危及圍護(hù)墻施工質(zhì)量，留下安全隱患。為了解決現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)難以區(qū)分 H 型構(gòu)件是迎土面配筋還是迎坑面配筋的問(wèn)題，必須向有關(guān)單位提出調(diào)整建議，即對(duì) H 型構(gòu)件的迎土面和迎坑面的樁身配筋一致，從源頭上避免了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)對(duì)構(gòu)件截面方向的判斷錯(cuò)誤，從而保障了圍護(hù)墻的施工質(zhì)量。

2.2.2 H 型構(gòu)件兩端四角加裝護(hù)邊角鋼

施工過(guò)程中，運(yùn)輸、起吊過(guò)程作業(yè)對(duì)樁身樁頂或樁尖的磕損現(xiàn)象防護(hù)不當(dāng)，造成 H 型構(gòu)件外觀質(zhì)量缺陷，如混凝土保護(hù)層剝落、露筋、磕損深度≥10 mm 等。為了加強(qiáng)防護(hù)，監(jiān)理向有關(guān)單位提出建議，要求 H 型構(gòu)件在樁身兩端 1 m 范圍內(nèi)加裝四角護(hù)邊角鋼，避免在脫模、運(yùn)輸、起吊、駁運(yùn)等過(guò)程中磕損樁身棱角。

2.2.3 部分 H 型構(gòu)件預(yù)留測(cè)斜管安裝孔

施工過(guò)程中，由于 H 型構(gòu)件預(yù)制時(shí)未在樁身上設(shè)置預(yù)埋件或預(yù)留孔，因而在沉樁過(guò)程中不利于安裝綁扎用于固定基坑監(jiān)測(cè)的測(cè)斜管，后續(xù)將增加監(jiān)測(cè)測(cè)斜管的鉆孔安裝工序。為此，監(jiān)理向制作單位建議，在 H 型構(gòu)件樁身中部腹板位置，每隔 3 m～4 m 預(yù)留 Ф30 mm 孔洞，用于綁扎固定測(cè)斜管；但不必每根樁身都設(shè)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)斜管布置需求而定。

祖母的故事幫助賽利亞在民族文化身份中找準(zhǔn)定位，賽利亞家族的歷史與墨西哥和美國(guó)的歷史緊密相連。芝加哥是賽利亞家族史的一個(gè)重要組成部分。她的祖父納西索曾在芝加哥待了七年來(lái)逃避墨西哥革命戰(zhàn)亂；墨西哥內(nèi)戰(zhàn)引發(fā)的混亂和美國(guó)新政所提供的大量的機(jī)會(huì)使得賽利亞父親那一輩的墨西哥人離開(kāi)故土，在芝加哥生存和發(fā)展；賽利亞這一代在芝加哥出生成長(zhǎng)。

2.3 進(jìn)場(chǎng)成品H型構(gòu)件質(zhì)量控制措施

2.3.1 成品 H 型構(gòu)件吊運(yùn)、分類(lèi)堆放防護(hù)措施

監(jiān)理對(duì)每批次進(jìn)場(chǎng)成品 H 型構(gòu)件在起吊和分類(lèi)放置等過(guò)程中進(jìn)行檢查，構(gòu)件臨時(shí)堆放場(chǎng)地預(yù)先壓實(shí)平整，以確保滿足構(gòu)件堆放承載力的要求。起吊構(gòu)件時(shí)，必須使用專(zhuān)用夾持器，并與樁身夾持部位尺寸相匹配，且保證足夠的夾持長(zhǎng)度，以免樁身夾持部位混凝土被夾碎或滑動(dòng)。構(gòu)件吊起后，必須保證構(gòu)件垂直，在駁運(yùn)過(guò)程中不變形；必須注意構(gòu)件不擦碰地面等任何障礙物。堆放作業(yè)時(shí)，要求構(gòu)件按吊鉤朝上方向放置，嚴(yán)禁構(gòu)件腹板平放起吊。構(gòu)件短駁、起吊作業(yè)必須輕起吊、輕放置，要求每節(jié)樁身堆放必須設(shè)置墊塊，以防構(gòu)件滑動(dòng)、傾斜，造成碰撞和失穩(wěn)滾落等事故；禁止各樁身堆疊放置等，以免引起碰撞而造成損壞。為了避免疊放堆垛和減少駁運(yùn)次數(shù)，要求每批次進(jìn)場(chǎng)樁身節(jié)數(shù)與當(dāng)天施工生產(chǎn)數(shù)量保持吻合。構(gòu)件卸車(chē)臨時(shí)堆放點(diǎn)與沉樁位置應(yīng)保持一定的距離，應(yīng)按照樁身分類(lèi)編碼和施工順序進(jìn)行安排，以滿足沉樁時(shí)最短距離駁運(yùn)的需要等，有效落實(shí)對(duì)構(gòu)件駁運(yùn)的防護(hù)措施。

2.3.2 成品 H 型構(gòu)件外觀和外形尺寸質(zhì)量檢驗(yàn)

監(jiān)理組織有關(guān)單位按照明確的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，共同對(duì)每段構(gòu)件混凝土澆筑成型的密實(shí)性、整體性，每段構(gòu)件混凝土表面顏色的一致性，以及缺陷點(diǎn)包括麻面漏漿、表面露筋、表面裂縫等進(jìn)行檢驗(yàn)和檢查；對(duì)不符合質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求的 H 型構(gòu)件，如樁身和樁端受撞擊損壞部位露筋超標(biāo)的、樁身棱角磕碰而導(dǎo)致混凝土局部磕損體積≥64 cm2嚴(yán)重超標(biāo)的、部分構(gòu)件樁身?yè)p壞體積過(guò)大的、工廠自行修補(bǔ)后致局部混凝土色差嚴(yán)重的等，都要隔離其標(biāo)識(shí)并剔除退場(chǎng)，直到確認(rèn)達(dá)到外觀質(zhì)量、外形尺寸檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求以后，方可進(jìn)行 H 型構(gòu)件圍護(hù)墻施工，以消除危及基坑圍護(hù)墻的質(zhì)量隱患。

施工過(guò)程中，之所以重視對(duì)每根 H 型構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量控制，將不合格構(gòu)件剔除，是因?yàn)橥庥^質(zhì)量缺陷超標(biāo)的 H 型構(gòu)件會(huì)降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力。如果在打入前及時(shí)發(fā)現(xiàn)構(gòu)件超標(biāo)缺陷，就能避免其開(kāi)挖受力后變形而影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。換句話說(shuō)，如果圍護(hù)體局部質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或者局部一根 H 型構(gòu)件受力變形，就會(huì)導(dǎo)致連為一體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱點(diǎn)，從而影響整片圍護(hù)體的抵抗土壓力和水壓力基坑支護(hù)體系功能，導(dǎo)致局部滲漏、垮塌等質(zhì)量缺陷，進(jìn)而引發(fā)安全隱患。

3 沉樁過(guò)程質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

3.1 明確 H 型構(gòu)件沉樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

施工之前，監(jiān)理參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 6.2.7 條“型鋼插入允許偏差”和 DG/TJ 08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》第 9.4.17 條“插入型鋼的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)”等規(guī)定，結(jié)合 H 型構(gòu)件的工廠定型制作和截面特點(diǎn)，明確 H 型構(gòu)件不允許沒(méi)有長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)，確保不同樁位、不同長(zhǎng)度不發(fā)生混淆；明確平行和垂直于基坑邊線允許偏差，在沉入過(guò)程中必須采用可靠牢固的定位導(dǎo)向架，必須采取保證垂直度和標(biāo)高的措施；明確定制鋼筋專(zhuān)用定位夾，用于牢固連接已沉好的 H 型構(gòu)件，并保證其固定間距。H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所示。

表 3 H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 建議調(diào)整水泥土攪拌樁水灰比

在施工開(kāi)始階段，當(dāng)三軸攪拌樁施工完成后，在 10 min～ 20 min 內(nèi)沉入 H 型構(gòu)件，發(fā)現(xiàn)若利用H型構(gòu)件自重沉入，則達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高；只有采取攪拌機(jī)頭輔助措施下沉，才能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。檢查機(jī)械并經(jīng)核查確認(rèn)，水泥漿液配比有自動(dòng)控制系統(tǒng)嚴(yán)格保證，漿液泵送量與攪拌下沉和提升速度、次數(shù)相匹配，未出現(xiàn)夾心層或斷漿等異常情況。

基坑支護(hù)三軸水泥土攪拌樁深度在黏性土范圍。參照 JGJ/T 199—2010《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 4.1.5 條和 DG/TJ08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》第 9.4.3 條，水泥用量和水灰比應(yīng)結(jié)合土質(zhì)條件和機(jī)械性能等指標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，且應(yīng)符合三軸水泥土攪拌樁材料用量和水灰比參考表的規(guī)定。對(duì)照該參考表，若土質(zhì)條件為黏性土，單位被攪土體中的水泥用量≥360 kg/m3，則水灰比為 1.5～2.0；無(wú)論是依靠自重還是必要的輔助設(shè)備將構(gòu)件插入到位，水灰比都應(yīng)盡量取小值。

分析施工方案可知，漿液水灰比≤1.5，略偏小。原因在于預(yù)制混凝土 H 型構(gòu)件表面干燥，吸水率較大，比采取減摩措施的 H 型鋼摩阻力要大，構(gòu)件自重沉入效果不佳。

為了保證 H 型構(gòu)件自重沉入質(zhì)量控制效果，監(jiān)理向有關(guān)單位提出以下建議：將三軸水泥土攪拌樁水灰比調(diào)整為 1.5～2.0，并保證水泥用量的漿液配比。通過(guò)調(diào)整水灰比的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定水灰比為 1.8～2.0，依靠 H 型構(gòu)件自重沉入作業(yè)過(guò)程順暢。經(jīng)各有關(guān)單位共同確認(rèn)，該參數(shù)作為指導(dǎo)三軸水泥土攪拌樁后續(xù)施工的依據(jù)。在嚴(yán)格保證水泥漿液灌入量的前提下，進(jìn)行水泥土現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣，經(jīng)過(guò) 28 d 的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期，水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣樁身強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果均顯示 ＞ 0.8 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 H 型構(gòu)件沉樁施工質(zhì)量控制措施

施工過(guò)程中，按照共同確定的 H 型構(gòu)件施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，著重控制 H 型構(gòu)件標(biāo)識(shí)，以及樁身的垂直度、標(biāo)高和間距。監(jiān)理組織有關(guān)單位檢查測(cè)量等專(zhuān)業(yè)人員的有效持證情況，核查經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺和量角器等有效的年檢校準(zhǔn)證書(shū)，查證專(zhuān)用定位夾尺寸，明確工序質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、允許偏差、檢查數(shù)量和檢查控制方法，并向主要施工人員進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量交底，形成《 H 型構(gòu)件施工技術(shù)質(zhì)量交底記錄》。

H 型構(gòu)件沉樁施工時(shí)，必須注意參照《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》第 5.4.3 條“嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊型鋼并松鉤下落的插入方法”，結(jié)合 H 型構(gòu)件截面特征，防止沉樁偏位歪斜，破壞圍護(hù)樁身及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和連續(xù)性。H 型構(gòu)件就位后，利用三軸攪拌機(jī)架定位裝置進(jìn)行控制，依靠構(gòu)件自重沉入攪拌樁內(nèi)；若光靠個(gè)別構(gòu)件自重沉入達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，則采取攪拌機(jī)頭輔助構(gòu)件下沉以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。在 H 型構(gòu)件沉入過(guò)程中，確保攪拌樁施工完成后 30 min 間隙時(shí)間內(nèi)沉入 H 型構(gòu)件，沉樁過(guò)程必須隨時(shí)觀察、及時(shí)調(diào)整，保證 H 型構(gòu)件在平行與垂直基坑邊線兩個(gè)方向的定位誤差和垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。

在三軸水泥土攪拌樁溝槽垂直和平行方向設(shè)置一組牢固的定位鋼支架，用于固定 H 型構(gòu)件施工沉入的具體平面位置與方向。定位鋼支架必須準(zhǔn)確固定，平面定位允許偏差平行基坑邊線 50 mm 和垂直基坑邊線 10 mm，并校正其水平度；將 H 型構(gòu)件頂部中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心并沿定位鋼支架，同步使用經(jīng)緯儀或線錘控制 H 型構(gòu)件沉入的垂直度。驗(yàn)證達(dá)到垂直度標(biāo)準(zhǔn)要求后，H 型構(gòu)件徐徐垂直沉入水泥土攪拌樁內(nèi)，利用事先標(biāo)記好的標(biāo)識(shí)，復(fù)核控制 H 型構(gòu)件的樁頂標(biāo)高。

4 結(jié) 語(yǔ)

為了保證 H 型構(gòu)件水泥土攪拌墻的工程質(zhì)量，監(jiān)理協(xié)調(diào)明確 H 型構(gòu)件的外觀質(zhì)量、外形尺寸的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了構(gòu)件的外觀質(zhì)量、外形尺寸和施工質(zhì)量。在實(shí)施過(guò)程中，監(jiān)理針對(duì) H 型構(gòu)件截面配筋、預(yù)留測(cè)斜管安裝孔、兩端四角加裝護(hù)邊角鋼等提出了改進(jìn)措施并得到響應(yīng)，使得有關(guān)單位從制作、運(yùn)輸、堆放等源頭落實(shí)改進(jìn)樁身的防護(hù)措施，確保有效控制 H 型構(gòu)件的質(zhì)量，并符合業(yè)主方成本和工期的需求。在 H 型構(gòu)件沉樁過(guò)程中，通過(guò)落實(shí)質(zhì)量控制和水泥土攪拌樁水灰比調(diào)整等改進(jìn)措施，順利實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，取得了良好的施工效果。