地下室逆作法鋼管柱施工技術

1、引言

由于現(xiàn)代城市建筑越來越密集，地下結構越來越多，受周邊環(huán)境的影響，一些傳統(tǒng)的基坑支護方法無法適應現(xiàn)代要求，因此逆作法有其推廣價值。逆作法獨特之處在于提高地下工程的安全性，節(jié)省工程造價，縮短施工工期，預防周圍地基下沉，是一種值得推廣的深基坑支護新技術。

目前，逆作法已被列入“國家準建筑地基基礎設計規(guī)范”標準中；全國各省市也隨之出臺了地下室逆作法施工技術要求。在具體的施工中，逆作法已日趨成熟，其在深基坑支護及節(jié)約工期方面具有很強的推廣價值。

2、施工難點

逆作法施工中，鋼管柱或者格構柱的定位器一般設置在樁頂位置，由于逆作法施工樁頂標高通常位于地表以下十幾米甚至二十幾米，在井下作業(yè)的情況下，如何確保鋼管立柱軸線定位及垂直度，是逆作法施工中的一個重要難題。

造成鋼管柱定位及垂直度控制難度大的原因是，在井下作業(yè)的操作空間非常有限，甚至部分樁施工人員根本無法到達井下進行安裝作業(yè)，因此定位的難度較大；此外，時下大多建筑物地下室設計較深，因此鋼管柱的設計高度較高，長細比較大，在澆筑樁芯混凝土時容易造成鋼管柱的二次位移，從而產(chǎn)生垂直度偏差。

3、技術措施

針對上述的施工難點，本人在廣州某雅居工程擔任技術負責人時，通過采取一些施工措施，較好地解決了該施工難題。該工程地下室主體結構采用逆作法施工，由負一層樓板作為水平分界層，同時向分界層上下各層組織施工；基礎采用人工挖孔工程樁，在人工挖孔樁中預埋鋼管立柱作為承受結構自重和施工載荷支撐構件，鋼管立柱為永久性的立柱。人工挖孔樁最小樁徑只有1200mm，其中核心筒采用77條直徑小于400mm的組合鋼管柱作為豎向支撐，柱距為500mm～600mm。

3.1 在孔口設置十字形定位器，通過對上部定位器的調節(jié)來控制鋼管垂直度，從而避免井下作業(yè)。

3.2 鋼管柱調整合適后，在鋼管柱與人工挖孔樁間回填砂，并在鋼管柱中部增加一道固定層，固定層要求是C20混凝土，預防混凝土施工過程中鋼管柱偏移。

3.3 施工工藝流程

工程樁樁芯砼澆筑→預埋定位螺栓→鋼管柱定位底座安裝→鋼管柱定位底座標高以下樁芯砼二次澆筑→鋼管柱安裝→安裝鋼管柱上部定位器→鋼管柱外底板板底標高以下樁芯砼澆筑→回填中砂→C20砼固定層施工→鋼管柱內砼澆筑。

4、操作要點

4.1 鋼管柱安裝精度控制

4.1.1 利用鋼管下部定位器控制鋼管柱軸線位置

在吊裝鋼管柱之前，要先安裝好鋼管定位器（見圖1），定位器中心要與鋼管中心高度重合，調整后使其達到設計要求并處于水平。定位器的安裝必須以土建給出的軸線及標高作為基準，當安裝鋼管時，把鋼柱底座的法蘭盤套接固定在已經(jīng)調整好高度并已固定的定位器上，安裝鋼管頂部定位器并調整好管身的水平及垂直度，保證鋼管牢固，保證在澆搗砼時不會破壞基座的正確定位，并與土建坐標、標高相符合，保證其安裝精度，在安裝上面一根管時，通過吊線使其與地面垂直，保證其垂直度，其中心線與各基礎中心線的偏差為±5mm，如果局部地方出現(xiàn)焊接變形時應先進行校正。整個吊裝過程用二臺全站儀和一臺水準儀監(jiān)控垂直度和復核標高。

＞＞圖1 鋼管柱下部定位器固定大樣

4.1.2 鋼管吊裝

采用塔吊吊裝，由于鋼管重量、塔吊與樁孔距離的關系，需要分二段安裝的鋼管，先把鋼管下部分找正好；裝上定位器固定好在鋼管斷口處焊上襯套，在鋼柱上段鋼管接口處開55°坡口，為防止柱變形采用兩人對稱焊接，焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應保持一致。

鋼柱吊到樁孔位置上方，緩慢松鉤，使鋼管柱垂直地落入樁孔中，松鉤時要緩慢，要保持管身平穩(wěn)下降，當管底部下降至定位器時，應暫時停止鋼管下降，移動鋼管中心與樁孔中心基本重合后，緩緩下降鋼管，直到鋼管到達合適位置并固定住。

利用起重機起重臂回旋作用對吊起的剛柱進行校正，直至垂直度控制在允許的作業(yè)范圍之內，鋼管柱中心線與定位器垂直并在誤差允許范圍之內，擰緊緊固器并固牢螺栓，確認鋼管不會發(fā)生位移起重機才能松鉤。

4.1.3 調整上部定位器

在施工中，為避免出現(xiàn)鋼管柱在澆注混凝土時發(fā)生位移，必須對鋼管底部和上部進行固定，先定好定位器，然后再固定上部定位器（見圖2），校正后的位移精度要控制在允許誤差的范圍之內。在鋼管吊裝過程中，一般用二臺全站儀從兩個垂直角度對鋼管垂直度進行監(jiān)控（見圖3）。

4.2 鋼管柱的固定

4.2.1 調整鋼柱位置到位后，對鋼支座和撐鋼架進行焊接，支撐工字鋼與連接耳板進行焊接，在焊接過程中，使用全站儀對施工過程測量。

＞＞圖2 垂直度監(jiān)控

鋼管柱調整到位后，在人工孔和鋼管柱之間回填中砂，并于鋼管柱中部增加一道固定層，固定層800mm厚C20混凝土（見圖4），確?；炷潦┕︿摴苤粫斐晌灰朴绊憽?/p>

4.2.2 在回填中砂及澆筑混凝土圈梁過程中，質檢人員跟進驗收。

質檢人員跟進檢查鋼管柱垂直狀況，同時與樁隊一起檢查混凝土面標高情況?；炷撩鏄烁邫z查的順序是從東南西北四個方向同時推進，可及時掌握混凝土面標高準備程度。尤其是在混凝土澆筑時，加強檢查強度，對工程的順利完成有極大的正面作用。

＞＞圖4 鋼管柱固定大樣

＞＞圖3 挖孔樁孔頂鋼管柱定位大樣

5 、結束語

通過運用該套地下室逆作法鋼管柱施工方法，在鋼管柱上下部分別設置鋼管定位器，在中部增加細石混凝土圈梁，提高了支撐鋼管立柱安裝精度和穩(wěn)定性，有效實現(xiàn)鋼管柱在無需井下作業(yè)的條件下定位、監(jiān)測、糾偏等任務，避免了高昂的新型定位設備的機械使用費，大大地降低了建筑施工成本。不僅充分保證了所有鋼管立柱安裝精度，同時最大限度地縮短施工工期；施工簡便，精度高，安全可靠，實現(xiàn)了逆作法施工項目樁基礎與地下室中立柱的“安全、快速、優(yōu)質”施工，在節(jié)耗、工時、造價方面均產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益。

＞＞圖5 開挖后效果