孟繁猛(北京铁建工程监理有限公司, 北京 100055)
随着土地资源的逐年紧缺,人们为了节约用地,增加建筑面积,将建筑物越建越高,屡次刷新超高层建筑物的高度记录。与此同时,相应的建筑物的基础深度越挖越深以确保建筑物的整体稳定性。然而,一些深基坑往往都在城市中心区,周边遍布既有建筑物及各种城市管线,这样一来,为了不对周边既有建筑物及各种城市管线造成沉降及其他影响,深基坑在开挖及基础施工过程中的稳定性就显得格外重要。因此,深基坑支护工作成为了整个建筑施工过程中的头等大事,而深基坑支护形式的选择,必须由设计部门经过多轮方案论证方能最终确定。
随着人类科学技术的进步以及社会的不断发展,各种先进施工仪器设备不断被发明和制造,设计和施工水平也越来越高,地下连续墙(以下简称“地连墙”)在深基坑支护方面的优势也逐渐凸显出来,近年来,大量城市深基坑支护体系采用了地连墙施工工艺。地连墙施工具有成槽周期短、墙体稳定性高、承载能力大、对周边建筑环境影响小等主要优点。为了逐步提高施工监理工作的质量,提高施工监理人员素质,本文结合工程实际,按照施工工序流程,对深基坑支护地连墙的施工质量控制要点和方法进行阐述。
在施工地连墙的导墙前,应该对导墙的测量放线情况进行检查。根据施工图及控制桩来复核验收导墙的中心线测量放样情况,对施工单位的测量放样结果进行复核,对施工现场埋设的控制桩的保护情况与稳定情况进行认真检查,若发现问题,应立即通知施工单位进行整改。
在地连墙施工时,由于导墙要承受较大程度的施工荷载,因此导墙的施工质量对后续施工会产生直接影响,在绑扎导墙的钢筋及对导墙墙身混凝土进行浇筑过程中,监理人员要严格检查施工质量,按设计文件的要求严格认真地进行质量控制,包括检查导墙的钢筋规格及间距,检查导墙截面净尺寸,检查导墙墙身混凝土浇筑的质量等。
根据设计图纸及按照由施工单位、监理单位及建设单位审批合格的施工方案,以及经过审图程序的设计图纸对地连墙引孔的质量进行检查和控制。首先应该巡视检查引孔施工过程,及时掌握施工过程中的地质变化情况及进度进展情况是否与设计图纸及施工方案相符合,若发现问题,应及时联系建设单位、设计单位等有关部门进行处理,及时进行解决,避免遗留质量隐患。
地连墙的施工过程中,应该对泥浆的黏度及密度等各项性能指标进行严格检查。检查时使用经过标定合格的黏度仪及比重仪,若发现存在超标的检测项目,则应要求施工单位及时进行检查调整,以确保地连墙成槽施工过程中使用的泥浆质量符合成槽护壁要求,避免成槽塌方情况的产生,保证泥浆起到保护槽壁的作用,确保地连墙成槽施工工序能够进展顺利,合规的成槽泥浆各项指标性能要求为:新鲜泥浆的黏度为 22 s~26 s,比重为 1.05~1.08。成槽泥浆的黏度为 25 s~30 s,比重为 1.06~1.15。清孔后泥浆的黏度为 25 s~30 s,比重<1.15。成槽施工质量检查过程中,应该严格执行上述性能指标。
地连墙的每一幅槽段成槽完成后,应该检查成槽质量。
对每一幅槽段的平面位置偏差情况进行检查,对每一幅槽段两端的位置用测锤进行实测,该槽段分幅线与两端实测位置线之间的偏差即为每一幅槽段平面位置的实际位置偏差。若发现位置偏差,则应及时进行修槽纠偏。
对每一幅槽段的实际开挖深度进行检查,在每一幅槽段左、中、右三个点位位置用测锤实测每一个点位的槽底深度,左、中、右三个点位位置的平均深度即认定为该副槽段的实际深度。
在每一幅槽段左、中、右三个点位位置用超声波测壁仪器,对槽段壁面的垂直度情况进行检测,分别扫描地连墙槽壁壁面左、中、右三个点位位置,对地连墙槽壁壁面最底部的凸出量或凹进量进行扫描记录(用导墙面作为超声波测壁仪扫描的基准面),记录得到的凸出量或凹进量与槽段深度的比值即为地连墙槽壁壁面的垂直度,左、中、右三个点位位置的平均数值就是地连墙槽段壁面的平均垂直度。
对地连墙槽底沉渣进行检查,沉渣厚度不能 >10cm,否则应重新进行清底作业。地连墙槽段成槽后,在安放钢筋笼前,应对相邻前一幅已经浇筑完混凝土的地连墙混凝土表面用钢丝刷壁器进行清洁刷璧处理,经过多次清洁,以钢丝刷壁器不再挂泥为止。
本工程的地连墙成槽槽段的施工精确度标准如下:
(1)使用超声波检测仪对成槽槽段的倾斜度进行检查,倾斜度应该<3‰;
(2)使用钢卷尺及水准仪对槽段宽度、槽段表面平整度进行测量检测,槽段墙面突出不平整部分应该处理凿平,处理凿平后的墙面高差不能>5 cm,槽宽误差应<±1cm;
(3)使用钢卷尺及经纬仪对槽段沿竖向相邻槽段位置偏移情况及每一幅槽段槽长精确度情况进行检查。每一幅槽段槽长误差应<±5 cm,每一幅槽段沿竖向相邻槽段位置偏移尺寸应该<3 cm;
(4)使用测绳对每一幅槽段槽底的沉渣厚度情况进行检查,沉渣厚度不能大于 10 cm;
(5)使用水准仪对墙顶标高精确度进行检查,控制误差应该在 ± 3 cm 内。
在施工过程中,采用现场巡视检查与对地连墙钢筋笼制作的成品进行现场验收两方面相结合的质量过程控制办法,对地连墙的钢筋笼制作质量情况进行检查和控制。即在平时对现场钢筋笼加工制作过程进行巡视检查时,应该对钢筋笼骨架的几何尺寸、预埋铁件的位置数量、钢筋规格及间距等项目随时进行量测检查,以便加工制作的钢筋笼质量能够符合设计图纸及有关施工验收规范的要求。对存在的问题应该及时在现场以口头形式或书面通知单的形式通知施工单位相关人员进行整改解决。在施工单位技术人员对加工制作完成的钢筋笼自检合格后,应该根据施工设计图纸及有关施工验收规范的要求对钢筋笼制作质量进行隐蔽验收,验收合格后,在隐蔽验收记录上予以签字确认,以便许可进行下一道工序的施工。
钢筋笼主筋剥肋套丝加工的质量检查要点:地连墙钢筋笼主筋的连接采用机械连接方式;对机械连接接头质量的控制非常重要,接头质量决定钢筋连接的连接强度。因此,应该从以下几个方面进行质量控制。
(1)使用套丝规尺对丝头的螺纹规格进行检查,钢筋丝头与钢筋套筒必须匹配。前提是必须用无齿锯对钢筋进行下料,不能使用氧气枪切割,避免钢筋端头出现马蹄形,以保证钢筋端部平整并垂直于钢筋轴线。加工完成的钢筋丝头不能被油污等污染,钢筋丝头应该洁净完整,因此应采用水溶性切削冷却液对滚轧机的滚轧头进行冷却,油类冷却液严禁用于钢筋丝头机械套丝。加工制作完成的合格丝头应该用塑料保护帽进行保护,对加工制作完成的成品钢筋直螺纹丝头做好成品保护。
(2)使用游标卡尺、螺纹塞规、止规、通规对钢筋笼的钢筋直螺纹丝头长度、螺纹规格、剥肋直径、完整丝扣圈数、端头平整度及完整性进行量测检查,要求钢筋直螺纹丝头与钢筋直螺纹套筒必须匹配,以确保钢筋机械连接接头的强度指标符合有关要求。
(3)对钢筋丝头外观进行检查,要求丝头的牙型应该饱满洁净、丝头无凸牙无断牙、无锈蚀、无油污污染现象存在;用游标卡尺或专用通、止环规对直螺纹丝头直径及长度进行检查,丝牙顶宽度>0.6 mm 凸牙部分的长度应<1.5倍螺纹周长,以确保钢筋直螺纹丝头的加工质量符合施工方案及钢筋直螺纹加工规程的要求;使用塑料保护帽对检验合格的直螺纹丝头进行成品保护,以防搬运钢筋时对直螺纹丝头造成破坏,存放时使用垫木进行隔离并码放整齐。
(4)对钢筋直螺纹丝扣的外观、螺纹圈数、螺纹直径、丝头长度等指标进行测量检查。
(5)在钢筋加工和运输过程中,应采取保护措施以防钢筋变形损坏;当环境温度为负温时,对施工过程中使用的钢筋,应加强强度检验,以确保钢筋笼安装制作的质量。
对钢筋笼焊接的质量控制要点如下:钢筋笼焊接操作前,应该对现场焊接施工条件及焊工资格条件等因素进行检查。焊接前,焊工必须具有合格焊工上岗操作证,且根据现场施工条件应该先进行试焊操作。当现场环境温度≤-20℃时,应暂停各种焊接操作;当现场环境温度≤-5℃ 时,应放缓焊接速度并调高焊接电流。下雪天施焊时,应采取可靠的遮蔽防护措施,以防未冷却的焊接接头触碰到冰雪。
根据设计图纸和钢筋验收规范的有关要求,对钢筋笼的机械连接接头质量进行检查。其内容如下。
(1)对接头拧紧力矩和单向拉伸强度进行现场检验。紧固完毕后的直螺纹接头丝头单侧外露丝扣长度应该小于2P。机械接头的拧紧力矩值应该使用扭矩扳手(精度为±5%)进行现场质量抽检,每一抽检批的接头数量为 100个,每一批按照3个接头进行抽检。被抽检的机械连接接头质量应该全部合格,如果抽检出有 1 个接头质量不合格,那么该批机械连接接头应全部检查并紧固,不合格接头应全部进行整改补强处理。
(2)对机械连接接头的位置进行检查。在同一截面上的机械连接接头数量的百分率,不能超出验收规范要求的范围。根据验收规范,Ⅰ级机械连接接头的接头数量百分率,无限制要求。对于纵向受压钢筋或受拉钢筋应力较小的部位,接头数量百分率没有限制要求。机械连接接头设置宜避开有抗震设防要求的框架柱与框架梁端部箍筋加密区;当确实没有办法避开时,现场应采用Ⅰ级机械连接接头或Ⅱ级机械连接接头,并且接头数量百分率应<50%。现场结构构件的受拉钢筋应力较小部位是现场设置接头位置的最佳选择,在钢筋高应力部位不宜设置接头。
(3)当结构受力钢筋采用焊接接头或机械连接接头时,同一构件内的接头位置应该相互错开设置,在同一钢筋连接区段内,钢筋接头面积占全部受力钢筋面积应<50%。
地连墙钢筋笼吊放前,应先检查特种作业人员的上岗操作证;检查验收进场吊装作业的施工机械,检查吊机的使用许可证及出厂合格证;检查钢丝绳的固定情况及吊具的可靠性。施工单位编制的专项吊装作业施工方案,必须经审批合格后方可允许实施。
在钢筋笼现场吊放过程中,安排专业安全人员进行现场盯控,要求施工单位作好安全防护工作,检查施工单位有关责任人员到岗履职情况,以确保钢筋笼吊放过程不出现安全问题。
钢制锁口管在吊放时,首先应确定锁口管中心位置,使钢制锁口管位于槽段分幅线上,以确保地连墙的幅段位置偏差在可控范围内;其次在锁口管吊放过程中,应重点控制锁口管的垂直度,保证其垂直插入地连墙的槽段内,并且控制锁口管的底端应超插入槽段底部 300 mm~500mm,以防浇筑混凝土时产生混凝土倒灌现象。这样能保证下副槽段钢筋笼能紧贴上一幅完成混凝土浇筑的槽段的混凝土表面,确保相邻两幅连续墙连接紧密,不出现过大缝隙,保证地连墙整体结构完整。
根据施工方案,地连墙混凝土灌注使用水下浇筑法。灌注前,各节钢制导管的安装连接应紧密牢固,钢制导管下端口距离槽段底部为 300 mm~500 mm。
本工程使用商品混凝土进行灌注,商品混凝土进场后,应按照混凝土验收规范及设计图纸,对商品混凝土进行浇筑前的质量验收,若不合格,应严禁使用,作退场处理。专业质检人员按照有关规定,先检查混凝土的强度等级是否符合设计图纸的要求,混凝土使用的原材料及配合比是否满足有关规范的规定,并现场抽检混凝土的坍落度,检查合格后,方可进行混凝土的水下灌注。另外,在混凝土浇筑前,应检查槽段底部的沉渣厚度,经过对槽段再次清孔,只有当沉渣厚度≤10 cm 时,方可进行混凝土的水下灌注。
根据规范要求,在槽段混凝土水下灌注过程中,应安排专业技术人员全过程旁站盯控,具体质量控制要点如下:随时用测绳量测两根混凝土导管埋入槽段混凝土内的深度,钢制导管的埋入深度应始终保持在 200 cm~600 cm 范围内;保证两根混凝土导管应同时进行灌注、同时上拔操作,确保两根混凝土导管埋设在同一深度位置,使混凝土浇筑面保持平整;若发现问题,应及时在现场进行处理,并做好混凝土水下浇筑的旁站记录。
每一幅槽段混凝土浇灌完成后,即可安装锁口管顶拔机,因此要提前做好顶拔锁口管的准备工作。锁口管顶拔时间应控制在合理范围内,锁口管不能晚拔,也不能早拔,晚拔会导致锁口管不易拔出,早拔会使未凝固的混凝土流入锁口管孔内,继而影响下一幅槽段的施工。现场检查留置的混凝土试块凝固情况,混凝土试块终凝后,即可使用履带吊机结合锁口管顶拔机拔出锁口管。
根据设计图纸要求,每一幅槽段混凝土内均预埋设有两根注浆管,在浇筑槽段混凝土前,应检查注浆管埋设位置是否均匀,注浆管底部应位于槽段混凝土底端以下 20 cm~50 cm。在混凝土灌注施工过程中,不能损坏注浆管,否则会后续地连墙墙体混凝土注浆施工造成影响。注浆器采用单向止回式阀式注浆器,以进一步确保注浆到位。
检查并控制注浆用水泥用量及注浆压力值,以满足设计图纸要求。每一根混凝土注浆管的注浆压力值应<2.5 MPa,每一根混凝土注浆管的水泥用量为 2000 kg,水灰比为0.5~0.6 之间。若槽段混凝土底端注浆压力>2.5 MPa 且持荷时间 3 min 以上,且注浆量超过设计注浆量值的80%,即可停止注浆;若注浆量满足了设计图纸的要求,也可以停止注浆。地连墙墙身混凝土底端注浆停止标准实行注浆压力值与注浆使用量双控制的原则,以控制注浆使用量为主,控制注浆压力值为辅,当现场注浆过程出现问题时,应视情况报设计等有关部门,进一步采取处理措施,确保注浆结果满足设计图纸及有关规范的要求。
地连墙槽段混凝土结构质量采用超声波检测仪进行检测,检测数量不少于全部槽段的 20%,施工监理人员应全程见证超声波质量检测。
建筑深基坑采用地连墙进行支护施工,专业性较强,需要专业的成槽设备,对设备的耐用性及精确度方面要求较高。施工过程中,需要施工人员按照设计图纸、施工规范及专项施工方案的要求进行严格操作,每一道工序都不能疏忽大意,施工监理人员需要严格按照有关规定及要求进行把关,每一环节、每一个质量控制要点都不能放松要求,从而确保深基坑地连墙支护施工质量,相应提高施工监理人员的日后工作能力。