某深基坑支护结构工程中土钉支护质量事故分析与处理

1 工程概况

拟建建筑物场地位于广州市天河区某地块, 总用地面积16640平方米, 有5~9层裙楼和3 7层塔楼组成, 地下室3层, 总建筑面积约119081平方米, 总投资约6.8亿元。其中地下室建筑面积约2 8 2 2 8平方米, 基坑开挖深度1 4.1 0 m~1 4.3 0 m。如图1所示。

基坑支护工程特点:为确保建筑物施工安全及工程的顺利进行, 基坑开挖边坡采用:深层搅拌桩+超前钢管桩+土钉墙+预应力锚杆支护。基坑周边长, 开挖面积、深度大, 3层地下室, 开挖深度达13.5m, 基坑支护施工, 犛θ繁;影踩�严格控制基坑侧壁及周边环境的变形, 将最大水平位移和沉降控制在规范以内, 基坑支护安全等级为一级。

2 土钉支护的质量事故

(1) 土钉支护技术系在基坑开挖面用机械钻成斜孔, 孔内放钢筋并注浆, 在坡面安装钢筋网, 喷射厚8 0 m m~2 0 0 m m混凝土 (按规范公式计算) , 使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合形成复合体共同工作, 从而有效提高边坡稳定的能力, 增强土体的延性, 变土体荷载为支护结构的部分。土钉墙支护为一种边坡稳定式支护结构, 具有结构简单, 可以阻水, 施工方便、快速, 节约材料, 费用较低廉等优点。适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等地基。

本工程中采用到了土钉支护技术。其剖面及立面布置见图2、3。

(2) 质量事故的产生:本支护工程第六排土钉共3 0 9条, 广东省建筑设计研究院受业主委托, 对该工程支护结构进行检测验收。广东省建筑设计研究院对监理确定的B 6-2 2、D 6-1 5、W C 6-4 2的三根土钉进行抗拔验收试验, 并提供土钉抗拔试验报告。报告中明确表示B 6-2 2号土钉抗拔满足不了最大设计荷载要求。据此结果, 监理例会上经各相关单位研究决定:按《广州地区建筑基坑支护技术规定》 (G J B 0 2-9 8) 规定, 对第六排土钉加倍抽验进行抗拔验收试验, 并确定B6-10、B6-20、B6-30、B6-40、D6-20、E6-80号等6根土钉作为试验对象。

试验数据表明, B6-20、B6-30号土钉仍不能满足最大设计荷载要求。本次抗拔试验结果不能满足最大设计荷载要求, 表明B 6-1~B 6-5 1范围内5 1条土钉施工中不能完全遵循规范要求, 存在严重的施工质量事故。

3 质量事故分析

以下从影响土钉抗拔力的主要因素对该工程进行分析。

3.1 土钉质量分析

土钉杆体本身强度:这是影响土钉抗拔力的一个因素, 土钉支护中应避免土钉杆体本身在拉应力作用下被拉断。在本工程所有进场材料, 在拟定进场计划前, 将生产厂家的一系列资料申报给监理审批。申报的钢材厂家有韶钢、沙钢、鞍钢、唐钢、连钢等十大厂家中的五家, 并将所有进场钢材根据有关规定按批量进行送检, 本身材质不存在任何问题, 绝对满足要求。土钉采用φ2 5的钢筋, 根据计算其本身可承受的最大拉力为1 5 2 k N。对于设计的最大拉力可以满足要求。所以这个因素可以排除。

土钉长度:这也是影响土钉抗拔力的一个因素。在本工程中对于土钉长度, 由监理、总包施工员、分包施工员分级把关。

焊接质量:喷锚支护施工中, 焊接是一个十分重要的工艺, 对整个支护工程的质量好坏乃至成败都起到决定性的作用。

在本工程中从土钉制作到钢筋网压网、锚头锁定一般的报验程序是分包施工员自检合格后再报总包方施工员检验, 检验合格后再报监理检验, 检验合格后才可进行下道工序施工。因而焊接质量不会存在问题。

3.2 水泥凝固体直径

影响水泥凝固体直径的唯一原因为土钉成孔直径, 即钻头规格。根据设计要求在所有钻机施工前, 强制要求所配备的钻头直径不小于1 3 0 m m, 施工现场所配备的钻头基本上为1 5 0 m m。因而在这点上不应持怀疑态度。

3.3 注浆清孔问题

如图4所示为土钉施工工艺流程。

土钉注浆可采用压力注浆, 低压 (0.4~0.6MPa) 或高压 (2Mpa~3MPa) 、二次注浆等方法。压力注浆应设置止浆塞或止浆袋和排气管, 注浆满后保持压力3~5分钟。注浆结束后才可以进行钢筋网安装, 喷射厚面层混凝土施工。但在本工程的施工记录中发现, 在质量事故区段存在施工人员注浆过程中可能由于受各方面因素的影响, 只为图快, 对清孔质量把关不严, 未在注浆全部完成或注浆饱满度不足便要求施工员进行钢筋网报验。施工员未经认真检查, 便要求总包施工员、监理检查。在检查过程中发现在所报验的钢筋网面积内, 部分土钉未注浆, 监理立即要求停止该工作面喷砼施工, 先注浆, 再报验钢筋网。现场立即停止喷砼施工, 并进行注浆, 至次日凌晨4:0 0左右完成注浆。

3.4 水泥浆稠度

水泥浆稠度的控制即为水灰比的控制。先用磅秤称量一塑料桶水的质量, 再用塑料桶向搅拌桶量倒水, 倒到合适水量, 计下水量数。根据设计要求的水灰比0.4 0~0.4 5, 按每包水泥质量5 0公斤和搅拌桶内水配置水泥浆。此后一直沿用此方法, 应该不存在置疑的地方。

3.5 水泥体凝固期

综上所述, 造成本次事故的直接原因为注浆前清孔不干净、注浆不饱满。最根本的原因是施工指导思想错误, 忽略施工程序, 对各施工工序的施工质量把关不严施, 对工序之间的先后次序、衔接处理不当。

4 处理方案

根据两次抗拔验收试验结果看来, B 6-1~B 6-5 1范围内5 1条土钉中部分土钉不能满足最大设计荷载要求, 需要进行处理。

处理原则:吸取各方面意见, 绝对保证工程质量, 尽量缩短对后续工序的影响, 力争在最短时间内处理完毕。具体方案为:利用原土钉的设计值的1/2倍, 在需要处理区域内, 沿原土钉所在的水平线, 另加布设土钉, 土钉横向间距为2.8 0 m (即间隔2根原施工土钉) , 规格为φ25钢筋, 长15m, 成孔孔径为1 5 0 m m。加补施工土钉宜分布在原2根土钉中间, 需凿出横向加强筋, 加补土钉与横向加强筋用锁定筋锁定。通过计算加补土钉后能满足设计要求。对于B 6-1~B 6-5 1号范围内土钉主要补救施工措施:回填土方至第六排工作面, 并保证工作面有足够的宽度。

5 结语

通过本工程的土钉支护的质量事故的分析和处理可以看出:在建筑施工中严格遵守施工工艺标准不盲目赶进度, 加强施工现场的管理, 加强现场的巡视从严把关, 同时加强对施工班组技术交底教育工作, 把质量管理措施确实落到实处, 对于保证和提高工程质量具有重要的意义。通过本案例希望广大建筑业企业能从中吸取教训, 加强质量管理, 为提高我国的建筑工程质量而共同奋斗!

摘要：本文通过某基坑土钉支护的质量事故问题, 从材料到施工工艺进行分析, 找出质量事故的原因, 从而论证了在建筑施工中严格遵守施工工艺标准, 加强施工现场的管理, 加强现场的巡视从严把关, 同时加强对施工班组技术交底教育工作, 把质量管理措施确实落到实处, 对于保证和提高工程质量具有重要的意义。

关键词：质量事故,质量事故分析,事故处理,质量控制