用作圍護-永久柱的鋼格構(gòu)精準定位逆作施工技術(shù)

吉紅波，李陳瑋，朱偉偉

（浙江中成建工集團有限公司，浙江 紹興312000）

在逆作法施工過程中，鋼格構(gòu)柱作為豎向支撐可分為兩種類型：一種是永久性結(jié)構(gòu)柱，將作為結(jié)構(gòu)柱的“骨架”包裹在框架柱內(nèi)；另一種是臨時格構(gòu)柱，只起豎向支撐的作用，將作為托換柱在地下室結(jié)構(gòu)完工后拆除［1］。本文主要介紹作為永久性結(jié)構(gòu)柱的定位質(zhì)量控制，該類支撐柱的定位質(zhì)量要求較傳統(tǒng)順作法施工格構(gòu)柱定位更高，一般規(guī)定鋼格構(gòu)柱位置偏差≤±30 mm，頂標高偏差≤±30 mm，垂直度偏差≤L/300，轉(zhuǎn)角偏差≤5°；否則，在承受荷載時會增加附加彎矩，使混凝土難以收縮，故必須采用特殊的技術(shù)來對其進行定位和調(diào)垂。本文將以紹興市中醫(yī)院改擴建工程EPC總承包項目為背景，著重闡述一柱一樁施工過程中鋼支撐柱定位質(zhì)量控制。

1 工程概況

紹興市中醫(yī)院改擴建工程EPC總承包位于紹興市人民中路641號，該工程地下室平面大體呈“L型”，基坑南北方向最長約252 m，東西跨度約38～117 m，基坑面積約21 933m2，周長約734m，開挖深度約6.70 m。工程主體由門診樓（5F）、醫(yī)技樓（5F）、越醫(yī)博物館（3F）、后勤保障樓（4F）組成，并新建一層地下室與中區(qū)地下室連通。

工程樁采用φ600～φ1 000鉆孔灌注樁，由于本工程地處紹興市古城區(qū)核心位置，周邊環(huán)境復雜，敏感程度高，為保證施工期間周邊安全穩(wěn)定，地下室結(jié)構(gòu)采用“逆作法”施工。決定將基坑分南北兩個區(qū)塊，北半?yún)^(qū)采用逆作法施工，圍護結(jié)構(gòu)采用SMW工法樁（其中東側(cè)靠近民宅處采用鉆孔灌注樁作為圍護結(jié)構(gòu)，高壓旋噴樁作為止水帷幕），南半?yún)^(qū)采用中順周逆施工，中間盆式開挖順作，周邊逆作，圍護結(jié)構(gòu)采用SMW工法樁。

2 基坑設計參數(shù)

1）圍護結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行設計，其中靠近東側(cè)民宅區(qū)域采用φ700@900鉆孔灌注樁，樁長為14～16.5 m，并采用φ700@900二重管高壓旋噴樁作為止水帷幕，高壓旋噴樁長10～11 m；其他幾側(cè)采用SWM工法樁，本工程SMW工法樁采用三軸水泥土攪拌樁φ850@600，樁長12～15 m。

2）逆作法區(qū)域利用地下室頂板作為水平支撐，鋼格構(gòu)柱與工程樁共用作為永久豎向支撐。鋼格構(gòu)柱根據(jù)受力特點與布置形式確定為一柱一樁型，將全數(shù)作為結(jié)構(gòu)柱使用，其定位質(zhì)量直接決定框架柱成型效果及工程結(jié)構(gòu)安全［2］。

3）本工程鋼格構(gòu)柱由專業(yè)廠家定制，根據(jù)地下室頂板標高確定其制作長度為7.15～11.1 m，鋼格構(gòu)柱工程主要包括鋼格構(gòu)柱與工程樁，上部鋼格構(gòu)柱截面尺寸為420 mm×420 mm，由4L125×12角鋼及420 mm×300 mm×8 mm的綴板加工而成；下部工程樁為Φ700～Φ1 000鉆孔灌注樁基礎，根據(jù)相關(guān)規(guī)范及現(xiàn)場實際情況確定兩者搭接長度為3 m。圖1為鋼格構(gòu)柱與工程樁設計詳圖。

圖1 鋼格構(gòu)柱與工程樁詳圖

3 施工現(xiàn)場周邊環(huán)境

本工程基坑場地緊，周邊環(huán)境復雜，其中基坑西側(cè)為現(xiàn)狀稽山路，距離稽山路人行道約4 m；基坑南側(cè)為人民東路，距離人民路人行道約5 m，且兩個路段交通繁忙，地下各類管線較為密集；基坑東側(cè)北半部分為新世紀花園，基坑邊線距離紅線約3 m，距離新世紀花園圍墻約為3 m，東側(cè)南半部分為現(xiàn)狀中醫(yī)院醫(yī)療樓及住院樓，基坑邊線距離住院樓約6 m，距離醫(yī)療樓約5 m；基坑北側(cè)為東街，基坑邊距離紅線約7 m，距離東街馬路邊線距離約16 m。

4 施工工藝及定位措施

4.1 鋼格構(gòu)柱定位主要施工工藝

施工工藝如下：鋼格構(gòu)柱樁位放樣及復核→樁機定位→鋼格構(gòu)柱兩側(cè)綴板上口穿孔→雙吊點吊裝→鋼格構(gòu)柱標高控制→焊接工字鋼及鋼筋技術(shù)固定。

4.2 施工流程

4.2.1 鋼格構(gòu)柱樁位放樣及復核

采用樁基單位放樣，項目管理人員復核的方法，分別于兩個測設點，采用兩臺不同型號的全站儀進行放樣與復核，減少因人工或機械等導致的偶然誤差，提高放樣的精確率。

首先由樁基單位施工人員使用全站儀進行鋼格構(gòu)柱點位放樣，在鋼格構(gòu)柱點位插入φ14鋼筋作為標記，并在周圍撒上白石灰以便查找。項目管理人員于另一測設點，使用不同型號全站儀進行樁位復核。

4.2.2 樁機定位

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇25 t汽車吊或PC200挖機將鉆孔灌注樁機GPS-10置于白石灰附近，并根據(jù)鋼格構(gòu)柱點位進行調(diào)整，使鋼格構(gòu)柱點位與樁機立桿中心位于同一鉛垂線。由于場地未硬化，在樁機底部南北側(cè)（或東西側(cè)）放置兩根邊長為200 mm的方鋼管，并在另兩側(cè)放置兩根φ18的圓鋼管，將樁機置于圓鋼管上（樁機底部有半圓形卡槽，能保證其位置固定），樁機放置后用水準儀與塔尺對其進行水平測設，如有偏差，則在樁機底部墊木塊，直至樁機水平［3］。樁機定位完成后，鉆孔開始前，用全站儀進行樁機立桿垂直度的復核，垂直度滿足要求方可開始鉆孔。

4.2.3 鋼格構(gòu)柱兩側(cè)綴板上口穿孔

分析確認鋼格構(gòu)柱重心與形心，使吊起時重心和吊車掛鉤點連線處與格構(gòu)柱柱身兩側(cè)成平行狀態(tài)。即由專業(yè)特種作業(yè)人員于鋼格構(gòu)柱正中間、離綴板上口75 mm處重心與形心對應位置用氧乙炔焊進行切割穿孔作業(yè)，分別于鋼格構(gòu)柱兩側(cè)切割出φ30圓孔，并用φ18鋼絲吊索進行雙吊點吊裝（本工程最長鋼格構(gòu)柱為11.1 m，按照100 kg/m計算，最重為1 110 kg，φ18破斷拉力為D2×52=16 848 kg，取鋼絲繩安全系數(shù)為6，經(jīng)計算φ18鋼絲繩能滿足吊裝要求）。

4.2.4 雙吊點吊裝

鋼格構(gòu)柱吊裝時，如使用單吊點起吊，吊點只能綁扎在重心上部某一點處，起吊過程中柱身容易繞鋼格構(gòu)柱下部接觸地面處扭轉(zhuǎn)，難以將鋼格構(gòu)柱吊直，校正［4］。圖2為單吊點吊裝示意圖，如采用雙吊點吊裝，可有效避免上述情況，圖3為雙吊點吊裝示意圖。

此外，本工程鋼格構(gòu)柱最長為11.1 m，GPS-10樁機高10.35 m，如直接采用汽車吊吊裝，起吊過程中鋼格構(gòu)柱容易接觸樁機上部橫桿從而導致垂直度發(fā)生偏差。

綜合考慮鋼格構(gòu)柱的長度、自重及結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)場采取汽車吊配合樁機自身進行吊裝。由汽車吊采用雙吊點吊裝的方法起吊鋼格構(gòu)柱，并與事先下設的工程樁鋼筋籠進行焊接（焊接長度不小于3 m），焊接完畢后繼續(xù)下設，下設至樁機起吊范圍內(nèi)后采用樁機自身吊裝，并且進一步下設至設計標高。

圖2 單吊點吊裝示意

圖3 雙吊點吊裝示意

4.2.5 鋼格構(gòu)柱標高控制

鋼格構(gòu)柱吊至設計標高后，為避免鋼格構(gòu)柱因自重等原因造成標高下降，應對其標高進行控制。在其兩側(cè)焊接φ18鋼筋吊環(huán)，并利用φ18鋼絲繩綁扎至樁機大臂將其固定于設計標高。標高控制完成后由項目管理人員進行標高復核，如有偏差，應及時調(diào)整，確保其標高準確。

4.2.6 焊接工字鋼及鋼筋技術(shù)固定

在樁機工作面上距離鋼格構(gòu)柱點位210mm（即二分之一鋼格構(gòu)柱截面）處拉出一條垂直于軸線的控制線，同時調(diào)整鋼格構(gòu)柱位置，使其側(cè)面與控制線位于同一鉛垂面（其他幾側(cè)方法同上），即保證鋼格構(gòu)柱位置周正。見圖4。

為避免因樁機移位時發(fā)生機械碰撞及擠土作用產(chǎn)生的側(cè)向作用力導致的鋼格構(gòu)柱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、偏移等現(xiàn)象，施工人員通過討論分析及現(xiàn)場驗證確定采用鋼格構(gòu)柱兩側(cè)焊接工字鋼，另兩側(cè)焊接φ18鋼筋的方法將其固定至設計位置。

圖4 焊接工字鋼及鋼筋固定示意

在施工的過程中我們發(fā)現(xiàn)：若使用傳統(tǒng)方法，鋼格構(gòu)柱混凝土澆筑完畢后需等混凝土初凝后才能進行樁機移位，采用上述焊接工字鋼及φ18鋼筋方法，混凝土澆筑完畢即可進行樁機移位，進行下一格構(gòu)柱施工［5］。使用焊機工字鋼和鋼筋的方法提高了鋼格構(gòu)柱施工效率，節(jié)約了人工及機械費用，加快了材料、機械等周轉(zhuǎn)速率。

5 效果檢查

采用雙吊點吊裝、焊接工字鋼及鋼筋等措施后，鋼格構(gòu)柱定位質(zhì)量得到了有效提高，經(jīng)現(xiàn)場復核實測，共檢查了300點，其中合格289點，合格率為96.3%。見表1。

表1 影響鋼格構(gòu)柱定位質(zhì)量的因素統(tǒng)計

通過有效提高鋼格構(gòu)柱定位質(zhì)量，工程質(zhì)量達到預期效果，同時單根鋼格構(gòu)柱定位時間縮短約1～2 h，總工期縮短約12 d，節(jié)約了人工費86 400元；機械設備租賃費、返修費等29 400元，同時增加工字鋼租賃、鋼格構(gòu)柱切割等費用約13 000元，取得總經(jīng)濟效益約102 800元。

6 結(jié) 語

本文重點從鋼格構(gòu)柱放樣、樁機定位、鋼格構(gòu)柱吊裝、鋼格構(gòu)柱固定等方面控制鋼格構(gòu)柱定位質(zhì)量。通過紹興市中醫(yī)院項目的施工探索，取得了較好的效果。鋼格構(gòu)柱施工質(zhì)量控制優(yōu)秀的實施效果獲得了業(yè)主、監(jiān)理、設計的一致好評，取得了良好的社會效應，為我們后續(xù)工程的承接打下了良好的基礎［6］。通過本次質(zhì)量控制活動，項目管理人員對逆作法中鋼格構(gòu)柱定位有了更為全面的認識，技術(shù)工人的理論和實踐技術(shù)水平也有了較大的提高。項目管理人員的質(zhì)量意識、個人能力、業(yè)務水平和解決問題的能力都有所提高，積累了經(jīng)驗；同時，還提高了項目部施工隊伍的技術(shù)管理水平，為公司培養(yǎng)了技術(shù)精、作風硬的施工隊伍，提高了項目整體管理能力和水平。