旋挖灌注樁內(nèi)逆作鋼管柱的安裝施工

歐永朝

摘 要:鉆孔灌注樁內(nèi)插入鋼柱是一種新施工方法,隨著軟土地基高層建筑施工縮短建設(shè)工期的需要,鋼管柱在旋挖灌注樁內(nèi)安裝技術(shù)的應(yīng)用日益增多。本文就逆作鋼管柱在旋挖灌注樁內(nèi)的安裝施工作淺述。

關(guān)鍵詞:旋挖鉆機(jī)逆作鋼管柱安裝施工

中圖分類號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0078-02

1 工程概況

某工程商住樓為地上15層、地下2層,建筑高度為48.2m。采用旋挖成孔灌注樁,樁徑分別為800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm,樁芯砼采用C25水下混凝土。工程樁施工同時(shí)安裝地下逆作鋼管柱。逆作鋼管柱管徑為Φ500(18條)和Φ600(4條),長(zhǎng)度為12～15m,嵌入樁芯650mm?；娱_挖設(shè)計(jì)深度約9.5m～12.2m,基坑支護(hù)采用地下連續(xù)墻,地下連續(xù)墻兼作地下室外墻的一部分。地下室采用逆作法施工,在旋挖灌注樁中預(yù)埋鋼管柱作為中間逆作柱,利用逆作柱做各層的支撐承重,由首層樓板作為水平分界面,同時(shí)向分界面上、下各層分別組織施工。

2 施工難點(diǎn)

逆作鋼管柱是地下主體結(jié)構(gòu)柱骨架的一部分,其在旋挖灌注樁內(nèi)安裝定位直接影響到整體地下結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,因此鋼管柱定位必須準(zhǔn)確,垂直度偏差不得超過規(guī)范的規(guī)定。另外,與鋼管柱安裝相關(guān)的旋挖灌注樁樁芯混凝土澆筑質(zhì)量控制也是施工的難點(diǎn)。根據(jù)工程實(shí)際情況,樁基采用旋挖成孔灌注樁,受泥漿的影響難以采用下口及上口二次定位的方法來保證鋼管柱的垂直度。為此,在確保安裝精度在設(shè)計(jì)允許的前提下,擬采用僅進(jìn)行上部定位的方法安裝鋼管柱。

3 鋼管柱安裝流程

場(chǎng)地硬化及埋設(shè)定位支架錨筋→護(hù)筒埋設(shè)、十字控制線及標(biāo)高引測(cè)→工程樁旋挖成孔、清孔、鋼筋籠沉放→定位器安裝、調(diào)平、固定→吊放導(dǎo)管、澆筑樁芯砼→導(dǎo)管拆除,定位器位置及垂直度復(fù)核、調(diào)整→鋼管柱吊裝→鋼管柱平面位置及垂直度復(fù)核、固定→樁孔回填→定位器拆除。

4 主要施工方法

(1)工程樁施工前,用全站儀進(jìn)行樁位放樣,并在離樁邊線約1.5m的地面上設(shè)置十字控制線。(2)根據(jù)地面上的十字控制線、定位器的平面尺寸、樁中心到定位器各邊的距離確定定位支架錨筋的位置,并打入Φ18圓鋼(共16根)進(jìn)行預(yù)埋操作,鋼筋露出地面約400mm。(3)場(chǎng)地硬化處理?？紤]到旋挖機(jī)、履帶吊、砼運(yùn)輸車等重型機(jī)械在場(chǎng)地內(nèi)作業(yè),計(jì)劃在現(xiàn)場(chǎng)澆筑100mm厚的C20素混凝土進(jìn)行場(chǎng)地硬化。(4)地坪砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,用全站儀放出樁位并根據(jù)放出的點(diǎn)位在砼面上引出十字控制線。然后埋設(shè)護(hù)筒,用水平儀將標(biāo)高抄測(cè)到護(hù)筒上。為方便定位器的就位安裝,根據(jù)定位器的平面尺寸,樁中心到定位器各邊的距離,計(jì)劃在砼面上放出定位器的平面位置線。(5)工程樁旋挖成孔,驗(yàn)孔,清孔,吊放鋼筋籠。(6)擺放枕木,在砼面上鋪一層普通枕木(240×160×250),枕木應(yīng)根據(jù)砼面上的定位器平面位置線放置并初步整平。此外,為保證定位器的平整度計(jì)劃用馬釘將枕木連成整體。(7)定位器安裝。標(biāo)高:依照護(hù)筒內(nèi)壁上的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行控制,誤差小于2mm。定位:依據(jù)樁孔上口中心點(diǎn)進(jìn)行控制,誤差小于2mm。定位器托架由吊車從孔口送至孔底,在不脫鉤的情況下進(jìn)行標(biāo)高、定位校準(zhǔn),校準(zhǔn)無誤后落實(shí),用拉接板將定位器托架與護(hù)筒焊接牢固,檢驗(yàn)無誤拆除吊具。定位器托架底部與混凝土表面有縫隙時(shí),用楔形鋼板填充、背實(shí),每點(diǎn)墊板層數(shù)不得超過兩層,每點(diǎn)間距不得大于200mm。其他縫隙用CGM灌漿料填平。托架穩(wěn)固后,依地面定位中心點(diǎn)安裝定位器十字板,焊接牢固。(8)吊放導(dǎo)管、澆筑樁芯混凝土。(9)鋼管柱吊裝。由于鋼管柱自重不大(吊裝的最大構(gòu)件重約9t),現(xiàn)場(chǎng)計(jì)劃用1臺(tái)50t履帶吊吊放鋼管柱,采用四點(diǎn)起吊的方法。鋼管柱制作時(shí)預(yù)先在柱頂以下約200mm開設(shè)四個(gè)吊孔。吊放鋼柱時(shí),將鋼管緩慢吊起,至垂直位置,緩慢移向定位支架。現(xiàn)場(chǎng)安排兩名工人站在定位支架上,將鋼柱引至支架的限位孔內(nèi),根據(jù)鋼柱上的軸線標(biāo)記與支架限位桿上的十字線偏差,指揮吊車司機(jī)緩慢移動(dòng)鋼柱,直至鋼柱上的軸線與限位桿上的十字線重合,方可把鋼柱緩慢下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。為保證鋼柱進(jìn)入樁芯砼的深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在鋼柱加工制作時(shí),預(yù)先在鋼柱外壁上標(biāo)示鋼柱進(jìn)入樁芯砼面及鋼柱進(jìn)入設(shè)計(jì)深度時(shí),鋼柱露出地面部分所對(duì)應(yīng)的標(biāo)高,在鋼管柱沉放過程中,應(yīng)反復(fù)校核,確認(rèn)無誤后方可把鋼柱固定。(10)鋼管柱沉放入孔后,應(yīng)及時(shí)復(fù)核鋼管上的軸線與定位支架上的十字線是否存在偏差,根據(jù)護(hù)筒上的標(biāo)高復(fù)核鋼管柱的設(shè)計(jì)標(biāo)高,在護(hù)筒周邊砼面上的十字控制線或其延長(zhǎng)線上設(shè)置兩臺(tái)經(jīng)緯儀,對(duì)中整平后,瞄準(zhǔn)鋼管柱上的十字線,用以觀察鋼管柱垂直度。通過定位支架上的調(diào)節(jié)螺栓,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管柱垂直度的糾偏。上述標(biāo)高、軸線和垂直度經(jīng)復(fù)核符合規(guī)范要求后,用4條10#槽鋼將鋼管柱焊牢固定于定位支架上。(11)樁孔回填。鋼管柱安裝完成后,為約束上部水平荷載對(duì)地下段鋼柱產(chǎn)生的位移影響,以及增加柱身的穩(wěn)定性,必須對(duì)樁孔進(jìn)行回填。樁孔回填應(yīng)在樁芯砼終凝后進(jìn)行,樁孔回填材料要求既能減少水平荷載對(duì)鋼柱水平位移的影響,又要能方便以后土方開挖。當(dāng)混凝土達(dá)到一天強(qiáng)度后,用黃砂或碎石填充鋼柱四周至柱頂,并將孔內(nèi)泥漿排除。當(dāng)回填至柱頂后即可拆除定位器,拔除鋼護(hù)筒。

5 鋼管柱安裝的質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

(1)標(biāo)高倒測(cè)及樁柱中心點(diǎn)定位

依照現(xiàn)場(chǎng)半永久性水準(zhǔn)點(diǎn),將樁柱標(biāo)高控制點(diǎn)倒測(cè)到護(hù)筒上口的內(nèi)壁上,并做出明顯標(biāo)識(shí)。按照護(hù)筒內(nèi)壁水準(zhǔn)標(biāo)高倒測(cè)到孔底護(hù)筒內(nèi)壁上,作為定位器安裝控制標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)使用。

依地面放線定位的控制樁,在孔口處做十字線,確定樁柱中心點(diǎn)。按照此中心點(diǎn)用線錘垂至孔底定位,將此點(diǎn)用兩條線分別引測(cè)到護(hù)筒壁上做臨時(shí)校準(zhǔn)用。按工程工序要求隨時(shí)將孔口的原始中心點(diǎn)投測(cè)到工作面上。標(biāo)高及定位點(diǎn)由項(xiàng)目工長(zhǎng)、質(zhì)量員測(cè)量,由項(xiàng)目測(cè)量員復(fù)測(cè)、檢驗(yàn),合格復(fù)測(cè)確認(rèn)后,再進(jìn)行下道工序施工。

(2)混凝土剔鑿及界面檢驗(yàn)

灌注樁超灌部分的混凝土用人工剔鑿。剔除標(biāo)高按護(hù)筒內(nèi)壁的標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行控制。剔除超灌混凝土分為粗剔、細(xì)剔兩步施工:第一步用風(fēng)鎬、空壓機(jī)、大錘、鋼釬剔鑿至設(shè)定標(biāo)高上50mm處;第二步采用人工、小錘、細(xì)釬精鑿至設(shè)定標(biāo)高,保證界面平整,不擾動(dòng)其他混凝土。剔鑿后用清水反復(fù)清洗工作面,標(biāo)高掛線檢查,平整度用水平尺檢查。自檢合格后報(bào)監(jiān)理復(fù)驗(yàn),復(fù)驗(yàn)合格后進(jìn)行定位器安裝。

(3)鋼管柱加工及進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

鋼管柱加工完畢出廠前,指派有關(guān)人員到廠檢收中間立柱加工質(zhì)量,驗(yàn)收內(nèi)容包括中間立柱的材質(zhì),物理力學(xué)性能指標(biāo),構(gòu)件長(zhǎng)度,垂直度,彎曲矢高等項(xiàng)目。鋼管柱的加工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求合格者,預(yù)以驗(yàn)收確認(rèn)并準(zhǔn)予出廠。經(jīng)出廠前檢驗(yàn)合格的鋼管柱出廠運(yùn)入工地后,查驗(yàn)鋼管柱的材質(zhì)單、物理力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告、質(zhì)檢證明、出廠合格證等質(zhì)量保證資料。鋼管柱的裝卸及運(yùn)輸過程中,要采取支頂、加固、捆綁等有效措施防止鋼管 變形、滾動(dòng)。工地內(nèi)設(shè)堆場(chǎng)放置鋼管柱。鋼管柱上設(shè)篷布遮蓋防雨,以防其銹蝕。

(4)鋼管柱安裝

鋼管柱安裝為整柱一次吊裝。鋼管柱起吊至孔口,在孔口處對(duì)準(zhǔn)樁孔口十字線中心點(diǎn),然后慢慢下放。下放過程中,隨時(shí)觀測(cè)中心偏移情況。待鋼管柱下口套住引渡板后快速插入,此時(shí)鋼管柱下端已準(zhǔn)確定位。在不脫鉤的情況下,進(jìn)行鋼管柱上端找正、定位:分別將兩個(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)照樁孔口十字定位線中心點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整校準(zhǔn)。待完全對(duì)零時(shí),用短鋼筋將鋼管柱頂端與護(hù)筒焊接 連接牢固。此時(shí)鋼管柱上端已定位固定完畢,拆除吊具。全部校驗(yàn)定位點(diǎn)、垂直度,無誤報(bào)監(jiān)理復(fù)核。無誤后澆注鋼管混凝土。

(5)混凝土澆筑

鋼管柱內(nèi)混凝土采用自密實(shí)混凝土,用導(dǎo)管輸入法進(jìn)行澆注,在混凝土澆筑時(shí),一次澆筑的最大高度為5m左右,兩次混凝土澆筑的時(shí)間間隔不小于15min,且不超過混凝土的初凝時(shí)間,以讓混凝土中的氣泡自動(dòng)溢出,以確保混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)。鋼管外高2.5m鉆孔樁混凝土澆筑與鋼管柱混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行,鋼管柱底部不封口,混凝土由鋼管柱底部上反至樁設(shè)計(jì)標(biāo)高。為更好的控制標(biāo)高,防止超灌過多,在鋼管柱混凝土澆筑到3m左右時(shí)停滯1小時(shí)左右(小于混凝土初凝時(shí)間),再繼續(xù)進(jìn)行澆筑,并隨時(shí)用測(cè)繩對(duì)鋼管柱外樁混凝土澆筑標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。

若澆筑中出現(xiàn)混凝土上反達(dá)不到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高,采用φ100mm套筒下到孔底進(jìn)行澆筑。如果經(jīng)試驗(yàn)混凝土無法上反至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高,則混凝土澆注分兩次進(jìn)行,鋼管柱底部封閉,先用導(dǎo)管輸入法澆注鋼管柱內(nèi)C50混凝土,再用φ100mm套筒下到孔底澆注樁混凝土(鋼管外圍混凝土)。

按照《結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)體檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定,本工程對(duì)于鋼管混凝土質(zhì)量的檢測(cè)采用超聲波檢測(cè),共抽取13個(gè)樣進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于灌入鋼管內(nèi)的混凝土如出現(xiàn)孔洞等不密實(shí)情況,采用鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),然后將鉆孔補(bǔ)焊封固。

6 鋼管柱質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(表1、表2)

7 結(jié)語(yǔ)

逆作法鋼管柱在旋挖灌注樁內(nèi)的安裝施工,降低了施工成本,提高了工效,確保了施工質(zhì)量和安全,為逆作鋼管柱安裝提供了新思路、新方法,具有良好的借鑒意義和參考作用。