逆作法格構(gòu)立柱井下護筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)

王力勇 周 杰 潘志忠

深圳市建工集團股份有限公司 廣東 深圳 518057

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，地下空間綜合利用問題顯得越發(fā)重要，逆作法技術(shù)適應了城市建設(shè)發(fā)展的需要。在逆作法施工中，立柱一般包括格構(gòu)柱或鋼管柱。立柱的定位和調(diào)垂工作是逆作法“一柱一樁”施工技術(shù)的關(guān)鍵。

目前，常見的逆作法立柱調(diào)垂控制技術(shù)一般有“校正架法”“氣囊法”“導向套筒法”這3種[1-5]。立柱的垂直度調(diào)控，主要包括2個關(guān)鍵技術(shù)難點，即調(diào)垂方法和檢測方法[6-11]。以上3種立柱調(diào)垂方法在解決這2個關(guān)鍵技術(shù)難點時均有各自的優(yōu)缺點，技術(shù)條件要求相對較高，施工成本也比較高。

針對上述3種調(diào)垂控制技術(shù)的局限性，本文對逆作法格構(gòu)立柱的精確調(diào)垂及垂直度測量方法展開研究，提出了一種全新的逆作法格構(gòu)立柱井下護筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)。該技術(shù)先后應用于深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈和卓越譽瓏花園項目，有效保證了工程中逆作法格構(gòu)立柱的垂直度，取得了良好的社會與經(jīng)濟效益。

1 工程概況

深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項目采用逆作法施工，項目建筑面積24 317.22 m2，主體結(jié)構(gòu)為42層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)3層，基坑整體為不規(guī)則長方形，支護周長約742 m，深度為15.75～19.60 m。

項目設(shè)計逆作法施工格構(gòu)柱21條，均為“一柱一樁”的結(jié)構(gòu)體系。

2 工藝原理

立柱樁施工前，設(shè)井下深護筒，成孔后先放置鋼筋籠，后吊裝格構(gòu)立柱，在地面設(shè)置井字形的型鋼吊掛格構(gòu)立柱并準確定位；井內(nèi)護筒段格構(gòu)立柱四面對稱設(shè)置千斤頂，利用護筒壁作為支撐點，在剪式千斤頂一端焊接可滾動的輪軸組合，另一端焊接三叉形支撐桿，形成可調(diào)節(jié)的千斤頂組合工具，通過在地面井口采用長臂螺桿對稱調(diào)節(jié)千斤頂，使格構(gòu)立柱垂直并固定；再從格構(gòu)立柱內(nèi)部設(shè)置導管，完成水下混凝土澆筑。

采用T形尺依附在格構(gòu)立柱表面，隨立柱一起下放至樁井內(nèi)。T形尺由橫尺、豎尺組成。豎尺安裝時與格構(gòu)立柱重心線平行，橫尺上方綁定水平工具尺，通過觀察水平工具尺的氣泡判斷格構(gòu)立柱是否垂直。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 旋挖灌注樁施工

根據(jù)樁位坐標，先對其表面土層進行場地平整（為提高格構(gòu)柱立柱的調(diào)垂精確度，建議地面標高低于格構(gòu)立柱標高1.5 m，即格構(gòu)柱頂部高出地面約1.5 m），并準確放出樁中心點位以及十字控制定位線，并根據(jù)護筒的直徑測量出護筒的定位邊線。然后沿護筒邊線，在樁位的周邊場地澆筑厚200 mm的C20混凝土墊層，待混凝土達到強度后，在混凝土墊層表面彈出格構(gòu)柱定位線。護筒深度宜為格構(gòu)柱長度的1/2。

在護筒安裝時，根據(jù)墊層面的測量定位，將深護筒吊運至樁位，護筒與樁位中心對應，采用振動錘安裝護筒。在安裝過程中采用經(jīng)緯儀動態(tài)監(jiān)測護筒的垂直度，保證護筒安裝位置準確，護筒定位誤差控制在±50 mm范圍內(nèi)。按常規(guī)方法旋挖成孔。鋼筋籠與格構(gòu)立柱采用獨立分離式先后放置的方法。

在鋼筋籠下放到位后，將鋼筋籠的加長吊掛筋懸掛在護筒壁上。

3.2 格構(gòu)立柱安裝

在混凝土墊層上放置18#工字鋼作為格構(gòu)柱的支承工具，在工字鋼兩端焊接鋼板，并采用膨脹螺絲將工字鋼固定在墊層上。

同時，將加工成U形的鋼筋焊接在格構(gòu)柱兩側(cè)，采用14#工字鋼穿過U形鋼筋支承在18#工字鋼上（考慮到格構(gòu)立柱吊裝過程中調(diào)垂千斤頂?shù)膶挾龋?4#工字鋼可以先不進行固定）。格構(gòu)柱井下吊裝前，先在施工現(xiàn)場對調(diào)垂千斤頂、T形尺等工具和格構(gòu)柱進行組裝。

為提高格構(gòu)柱施工作業(yè)的效率，宜在場地內(nèi)選擇合適的地方進行硬底化處理，上部采用鋼管或型鋼搭設(shè)格構(gòu)柱組裝胎架。格構(gòu)立柱地面固定基礎(chǔ)安裝如圖1所示。

圖1 格構(gòu)立柱地面固定基礎(chǔ)安裝

安裝調(diào)垂千斤頂時，首先在格構(gòu)柱表面選擇一個合適的高度位置（依據(jù)護筒深度及旋轉(zhuǎn)螺桿的規(guī)格確定），在格構(gòu)柱4個面各焊接2根槽鋼（宜為8#槽鋼），槽鋼的長度同格構(gòu)柱的寬度，然后將調(diào)垂千斤頂?shù)臐L動軸承基座鋼板安裝于槽鋼內(nèi)部，滾動軸承面與格構(gòu)柱表面接觸（為保證滾動軸承能自由活動，應保證滾動軸承基座鋼板與槽鋼邊肋的內(nèi)側(cè)凈空約5 mm）。

待4個調(diào)垂千斤頂安裝完畢后，再將槽鋼兩側(cè)焊接短鋼筋或封板，防止調(diào)垂千斤頂滑脫。T形尺安裝在格構(gòu)柱2個相互垂直的面上。在T形尺安裝前，先依據(jù)格構(gòu)柱上、下兩端的中心線（即重心線），平移至格構(gòu)柱一側(cè)，在格構(gòu)柱表面合適位置焊接2段角鋼，作為T形尺的固定基座，角鋼的型號依據(jù)栓釘?shù)母叨冗x擇，確保角鋼的翼緣線高出栓釘位置，并且與格構(gòu)柱的重心線平行。

T形尺的豎向鋁合金方通與格構(gòu)立柱的固定采用彈簧以及滾軸的方法，保證豎向鋁合金方通與格構(gòu)柱表面T形尺的固定基座緊密結(jié)合，同時，也為后期拔除T形尺施工做好準備。

3.3 格構(gòu)立柱垂直度調(diào)節(jié)

格構(gòu)柱精確調(diào)垂時，首先轉(zhuǎn)動X方向調(diào)垂千斤頂長臂旋轉(zhuǎn)桿，將千斤頂撐開，使格構(gòu)柱X方向?qū)斨猎O(shè)計位置。長臂旋轉(zhuǎn)桿由2人同步調(diào)節(jié)，旋動方向一致，保證千斤頂往同一個方向移動，旋動的同時觀察T形尺上部橫向水平測量尺的氣泡，直至水平測量尺氣泡居中即可停止旋動X方向千斤頂。

待格構(gòu)柱X方向垂直度調(diào)整完成后，再以同樣的方法旋動Y方向的調(diào)垂千斤頂。同步觀察2根T形鋼的水平測量尺氣泡，直至兩尺的氣泡居中為止，即說明格構(gòu)立柱的垂直度已經(jīng)滿足要求，再將格構(gòu)柱上部焊接牢固。待格構(gòu)柱垂直度調(diào)整完成，并且焊接固定后，將T形尺按橫尺、豎尺分步逐一拆除，并做好保管存放工作，待下一根樁施工時使用。

格構(gòu)立柱井下護筒垂直度調(diào)節(jié)工作原理如圖2所示。

3.4 水下混凝土澆筑

在格構(gòu)柱調(diào)整就緒后，采用鋼管或型鋼搭設(shè)操作平臺，上部擱置混凝土料斗的支撐平臺。采用汽車吊配合將混凝土導管從格構(gòu)立柱的頂部放入格構(gòu)柱空腔內(nèi)，穿過格構(gòu)柱底部，直至樁底，然后將混凝土料斗架立在操作架上，為水下混凝土的安裝做好準備。對灌注樁進行二次清孔。待清孔完成后，采用天泵進行混凝土澆筑，按常規(guī)方法完成灌注樁的水下混凝土澆筑工作?；炷翝仓僮髌脚_安裝如圖3所示。

4 工程應用效益

圖2 格構(gòu)立柱井下護筒垂直度調(diào)節(jié)工作原理

圖3 混凝土澆筑操作平臺安裝示意

將逆作法格構(gòu)立柱井下護筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)應用于深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項目中，施工完成后經(jīng)相關(guān)方現(xiàn)場檢查，格構(gòu)柱垂直度均控制在1/500，不僅滿足相關(guān)規(guī)范要求，而且取得了不錯的經(jīng)濟效益。

將傳統(tǒng)的機械調(diào)垂法、氣囊法和剪式千斤頂調(diào)垂法在該項目中的施工成本進行對比。經(jīng)計算，機械調(diào)垂法總計增加施工成本約為324 980元，氣囊法總計增加施工成本165 400元，剪式千斤頂調(diào)垂法總計增加施工成本68 556元。

由此可得出，采用剪式千斤頂調(diào)垂法相比采用機械調(diào)垂法可節(jié)約成本256 436元，相比采用氣囊法可節(jié)約96 844元。

由數(shù)據(jù)對比可知，采用逆作法格構(gòu)立柱井下護筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)后的經(jīng)濟效益較為可觀，且控制效果較好。

5 結(jié)語

逆作法格構(gòu)立柱井下護筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)利用機械調(diào)垂法原理，在護筒面上部采用工字鋼進行固定和支承，通過自主研制的逆作法格構(gòu)柱井下護筒垂直度糾偏工具，配合T形尺作為格構(gòu)柱垂直度測量工具，可以有效地實現(xiàn)格構(gòu)柱井下部分的頂撐，對格構(gòu)柱垂直度進行精確控制。

該技術(shù)的調(diào)垂工藝便捷，構(gòu)造簡單，對工人操作技術(shù)要求不高，可操作性強，有效提高了逆作法施工中豎向支承柱的垂直度，具有一定的推廣應用價值。

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