地下鋼管柱逆作定位安裝施工工藝

1、地下鋼管柱逆作定位安裝澆筑施工工藝 張軍 李錦春 宋紅智摘 要：天津站地下交通樞紐是我市最深的地下工程，采用蓋挖擬作法施工。本文主要介紹了其中地下鋼管柱的定位安裝和鋼管混凝土澆筑的施工工藝。關(guān)鍵詞：地下交通樞紐 地鐵站 蓋挖逆作法 鋼管柱 定位安裝工程概況天津站地下交通樞紐一標(biāo)段長264m，寬73-105m，地下三層 ，采用逆作法施工。由于地下各層均有地鐵通過的動(dòng)荷載，負(fù)一層頂板上覆土2m厚，工程南端地上還有京津城際站房的局部基礎(chǔ)，所以采用1000mm的鋼管混凝土柱作為地下三層各層板、梁的結(jié)構(gòu)柱。 鋼管柱下端埋入鋼筋混凝土灌注樁2.5m，鋼管柱底定位偏差要求小于5mm。灌注樁澆灌混凝土后需將鋼

2、柱吊入樁孔定位安裝，在地下27m深處準(zhǔn)確定位安裝鋼管柱難度很大。通過技術(shù)攻關(guān)，確定使用楔形引導(dǎo)式定位器的方法，保證鋼管柱柱底精確定位。工藝特點(diǎn)（1）從地面到27m深度內(nèi)直徑2.2m的樁孔采用了鋼護(hù)筒護(hù)壁，鋼護(hù)筒埋入灌注樁頭2.5m，解決了高水位軟土地基條件下大直徑樁孔塌方、有水無法進(jìn)人操作的困難。（2）由人工進(jìn)入鋼護(hù)筒內(nèi)，在樁頭上測定鋼管柱中點(diǎn)位置，安裝定位器，定位器下半部如埋件，找準(zhǔn)位置后可用灌漿料固定在樁頭上，定位器上半部是楔形十字鋼板，上小下大，定位器固定后吊入鋼管柱套在定位器的楔形引導(dǎo)板上，自動(dòng)滑落到準(zhǔn)確位置。實(shí)現(xiàn)鋼管柱的準(zhǔn)確定位安裝。 （3）該工藝與傳統(tǒng)盲插法相比定位準(zhǔn)確，直觀，可測

3、量，可確保鋼管柱的定位安裝質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度和鋼管柱底定位精度的要求。施工方法鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)、制作和吊裝（1）鋼護(hù)筒的設(shè)計(jì)：鋼護(hù)筒上端高出地面0.7m ，下端與鋼筋混凝土灌注樁搭接2.5m，以保證不滲水，鋼護(hù)筒的直徑小于灌注樁樁徑0.06m。壁厚10mm，內(nèi)加22mm厚40寬的環(huán)形肋板。（2）鋼護(hù)筒的制作：鋼護(hù)筒長28 m，分為底節(jié)和上節(jié)兩節(jié)制作，底節(jié)與鋼筋籠焊接一起吊裝，一般長77.5m，待鋼筋籠和底節(jié)護(hù)筒吊裝入孔內(nèi)臨時(shí)固定后再焊上節(jié)護(hù)筒。（3）吊裝：先吊裝底節(jié)鋼護(hù)筒和灌注樁鋼筋籠入孔，起吊情況見圖 1 。吊裝入孔后臨時(shí)固定。摘取吊鉤吊裝上節(jié)護(hù)筒與底節(jié)護(hù)筒對(duì)接，對(duì)接后將上、下節(jié)護(hù)筒焊接牢

4、固且不得透水。當(dāng)焊接完成后，用相應(yīng)噸位的起重機(jī)吊裝護(hù)筒和鋼筋籠。先起吊撤除空口底節(jié)護(hù)筒臨時(shí)固定件，緩緩入孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高固定。 圖1 帶鋼筋籠的底節(jié)護(hù)筒吊護(hù)筒內(nèi)泥漿、沉渣的清除及剔樁頭 （1）護(hù)筒內(nèi)泥漿、沉渣的清除 灌注樁的混凝土澆灌完成后，及時(shí)采用大功率泥漿泵抽排1015m深以上的泥漿，及半固化的泥漿。筒內(nèi)沉淀固化的泥漿先用旋挖鉆機(jī)挖出一部分，其余部分由人工使用短把鐵掀挖除。（2）剔樁頭樁頭的超灌量控制在35m之間。鑿除樁頭混凝土分粗鑿和細(xì)鑿兩步施工，第一步用風(fēng)鎬、大錘和鋼釬，剔鑿至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上50mm后用小錘，鋒利扁鑿精細(xì)剔鑿到設(shè)計(jì)標(biāo)高。 （3）護(hù)筒內(nèi)土方及碎混凝土的清除人工挖土（泥）和剔除樁

5、頭的碎混凝土塊需運(yùn)出護(hù)筒。最初使用8t汽車吊垂直運(yùn)出清除物，由于各樁孔多臺(tái)吊作業(yè)時(shí)互相影響、且吊車荷載對(duì)大直徑樁孔的護(hù)壁有不利影響，租賃費(fèi)用高，本工藝專門研制了孔內(nèi)雜物垂直吊運(yùn)裝置。該裝置制作使用成本低，可制作多臺(tái)裝置同時(shí)施工，加快了施工進(jìn)度。已獲得發(fā)明專利授權(quán)。護(hù)筒內(nèi)作業(yè)配有筒內(nèi)上、下人的爬梯，筒內(nèi)安全防護(hù)罩和提物筒。鋼管柱制作定位安裝 設(shè)計(jì)采用1000mm 鋼管混凝土柱做為地下三層梁、板及其上部全部荷載的豎向支撐。卷制鋼管時(shí)，卷管的方向應(yīng)與鋼板壓延的方向一致。卷制鋼管前，應(yīng)根據(jù)要求將板端開好坡口。為適應(yīng)鋼管拼接軸線的要求，鋼管坡口應(yīng)與鋼管軸線嚴(yán)格垂直。鋼管內(nèi)不得有油漬等污垢，以保證鋼管內(nèi)壁

6、與混凝土緊密粘接。定位器的安裝穩(wěn)定位器前，清除剔鑿的混凝土碎塊和粉末，用清水反復(fù)清刷樁頭面層和護(hù)筒內(nèi)壁，護(hù)筒內(nèi)壁清洗高度2.52.6m。 定位器頂有鋼管中心標(biāo)識(shí)點(diǎn)，護(hù)筒內(nèi)壁有標(biāo)高控制線。按工程控制網(wǎng)用全站儀放出鋼管柱中心，在護(hù)筒頂端做出四點(diǎn)標(biāo)記，掛十字線，從十字線交點(diǎn)掛線墜，用全站儀復(fù)測，中心點(diǎn)誤差不大于2mm。見圖2。定位器按護(hù)筒壁標(biāo)高線確定標(biāo)高，定位器中心點(diǎn)與線墜尖點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，用連接鋼板將定位器與護(hù)筒焊接固定。定位器底用楔形鋼板墊找平至符合標(biāo)高要求，每處墊板不宜超過兩層，然后焊接固定。檢查標(biāo)高及位置符合要求后，用灌漿料灌滿定位器底預(yù)埋部分與樁頭間的空隙。 圖2 埋設(shè)定位器對(duì)中圖鋼管柱吊裝定位吊

7、放鋼管柱前，拆出鋼護(hù)筒內(nèi)爬梯、護(hù)罩、照明及清出所有工具和物品。鋼管柱底接近定位器時(shí)要慢慢下放至底。測定鋼管柱上標(biāo)口高，確認(rèn)鋼管柱底圓環(huán)已落實(shí)在定位器上，如果沒落實(shí)略起吊鋼管柱再次下放至落實(shí)。在不脫鉤的情況下，用兩個(gè)微調(diào)校準(zhǔn)器呈90°置于鋼管柱頂部加強(qiáng)環(huán)上，對(duì)照十字定位線調(diào)整鋼管柱頂位置，待位置調(diào)準(zhǔn)后，用短鋼筋將鋼管柱頂與護(hù)筒焊接連牢，摘去吊具。最后澆筑部分混凝土將鋼管柱下端固定。見圖3、圖4。圖 3 鋼管柱定位安裝示意圖 圖4 鋼管柱吊裝入孔鋼管柱混凝土澆筑 （1）用導(dǎo)管半高拋法澆灌管內(nèi)混凝土：用8t汽車吊將導(dǎo)管架吊到鋼護(hù)筒上口調(diào)正穩(wěn)固，居中放置，然后接導(dǎo)管。導(dǎo)管直徑200mm,每節(jié)

8、2m或3m，導(dǎo)管接至距樁頂2.5m3.0m處，通過漏斗及導(dǎo)管灌注鋼管內(nèi)混凝土。在澆灌混凝土?xí)r，隨時(shí)提升、拆管，避免導(dǎo)管埋在混凝土中。以保證半高拋混凝土的密實(shí)度。（2）樁孔直徑22.2 m，鋼管柱直徑1m ，設(shè)計(jì)要求鋼管柱與鋼護(hù)筒之間、樁頂向上返2.5m范圍內(nèi)先澆筑C50混凝土進(jìn)行埋深固定，從而保證鋼管柱不會(huì)左右搖擺，在樁頂上生根。為了使混凝土順利的澆筑進(jìn)鋼管柱與鋼護(hù)筒之間，吊裝鋼管柱之前在距鋼管柱底部2m位置處切割100mm×200mm的洞口3個(gè)（每個(gè)間距1m），控制C50混凝土坍落度不小于200mm，這樣就可以保證外返混凝土順利達(dá)到2.5m的埋深高度（4）鋼管柱混凝土分兩步澆筑。第

9、一步澆筑9 m3混凝土，直接澆筑到鋼管柱在灌注樁內(nèi)埋深標(biāo)高處，C50混凝土按初凝時(shí)間10-12小時(shí)配制。澆筑第二步混凝土的間隔時(shí)間控制在8小時(shí)左右，在底層混凝土無流動(dòng)性且在初凝前澆筑。導(dǎo)管距離混凝土澆筑液面間距保持小于1.5m，混凝土塌落度控制在180mm，在澆筑混凝土過程中隨時(shí)使用測繩對(duì)鋼管柱外側(cè)超灌混凝土標(biāo)高進(jìn)行測量。鋼管柱混凝土澆筑完成后，在鋼管柱和護(hù)筒之間回填石屑，石屑邊回填邊搗實(shí)，回填到略高于地面。管內(nèi)混凝土質(zhì)量用超聲波檢驗(yàn)，逆作開挖后普驗(yàn)用小錘輕敲檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不密實(shí)時(shí)在缺陷處鉆孔注漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)后將鉆孔補(bǔ)焊封閉、磨平。安全措施 （1）在樁孔口設(shè)置不低于1.2m的護(hù)欄，孔內(nèi)有安全爬梯

10、、安全防護(hù)罩?？變?nèi)操作面有攝像頭連接地面監(jiān)視器，實(shí)時(shí)監(jiān)控孔內(nèi)施工人員的狀況。上、下聯(lián)系使用對(duì)講機(jī)?？變?nèi)作業(yè)人員備有防毒面具、氧氣枕、防噪聲耳塞、戴安全帽、安全帶、穿防滑鞋。安全帶系有安全繩，安全繩系牢在孔口，施工人員上、下爬梯時(shí)，由安全監(jiān)護(hù)人隨時(shí)調(diào)整安全繩的懸掛長度。在孔內(nèi)施工時(shí)不得摘下安全帶，以備發(fā)生意外時(shí)急救使用。 （2）孔內(nèi)照明使用安全燈變壓器，專用防爆燈，12V電壓供電?？變?nèi)供電電纜架空與鋼護(hù)筒絕緣固定?？變?nèi)用電設(shè)備要求一機(jī)一閘一漏一箱并做好保護(hù)接零。作業(yè)時(shí)孔上有專用車隨時(shí)待命，有專業(yè)醫(yī)護(hù)保健人員，配備各種援救和急救設(shè)備、材料，發(fā)現(xiàn)異常情況隨時(shí)組織救援。作業(yè)前使用空氣檢測儀檢測孔內(nèi)空氣質(zhì)量，用裝有小鳥的鳥籠放到孔底5min以上時(shí)間，當(dāng)小鳥無異常反應(yīng)時(shí)再下孔作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，用風(fēng)機(jī)不斷地向孔內(nèi)送入新鮮空氣，置換孔內(nèi)的空氣。（3）在孔下嚴(yán)禁吸煙和動(dòng)用明火。電焊施工前，進(jìn)行孔內(nèi)空氣檢驗(yàn)，符合大氣空氣質(zhì)量并加強(qiáng)送風(fēng)方可電焊施工。結(jié) 語綜上