研究地下三層結(jié)構(gòu)施工過程中大重量鋼管柱精度控制技術(shù)

高磊

摘要：在當(dāng)前地鐵工程的施工工藝中，蓋挖逆作法因?qū)χ苓叚h(huán)境的影響較小，應(yīng)用范圍非常廣泛，但在進(jìn)行大重量鋼管柱的施工時(shí)，因受到外界因素的影響，鋼管柱的插入精度會(huì)產(chǎn)生不同程度的偏差，由此會(huì)對(duì)地鐵工程的整體施工質(zhì)量產(chǎn)生影響?；诖?，本文以一地下?lián)碛腥龑咏Y(jié)構(gòu)的地鐵工程為例，對(duì)地鐵施工過程中大重量鋼管柱的精度控制方式展開研究與論述，旨在為相關(guān)人員提供參考。

0? 引言

近年來，我國(guó)大力發(fā)展軌道交通，各城市中傳統(tǒng)鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車的建設(shè)水平不斷提升，極大程度地提高了城市的交通吞吐量，為城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了必要的硬件設(shè)施支持。其中地鐵工程比其他軌道交通工程的施工規(guī)模更大、施工風(fēng)險(xiǎn)更高，且施工中會(huì)涉及多個(gè)主體，對(duì)周邊環(huán)境的影響大，對(duì)施工的專業(yè)度要求更高。鋼管柱是地鐵工程中起到主要豎向支撐作用的受力部件，鋼管柱的強(qiáng)度、剛度和安裝的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)地鐵工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，但是由于我國(guó)地質(zhì)條件多樣性強(qiáng)，施工過程中可能會(huì)遇到因地下水位過高或其他情況而影響鋼管柱底部的下放質(zhì)量，控制大重量鋼管柱的施工精度，已經(jīng)成為備受相關(guān)技術(shù)人員關(guān)注的重要難題。

1? 工程概況

本文選用工程案例為深圳市黃木崗綜合交通樞紐工程，本工程坐落于筍崗西路、泥崗西路、華富路、華強(qiáng)北路五叉路口，北至體育中心西門、南至海馨苑、西至中心公園、東至體育中心南門。為既有7號(hào)線、新建14號(hào)線以及規(guī)劃24號(hào)線三線換乘樞紐。14號(hào)線沿華富路和泥崗西路地下敷設(shè)，為地下三層疊側(cè)車站，與既有7號(hào)線同臺(tái)換乘;規(guī)劃24號(hào)線沿筍崗西路地下敷設(shè)，為地下四層車站，與7、14號(hào)線形成節(jié)點(diǎn)換乘。

蓋板區(qū)鋼管柱共33根，其中5根臨時(shí)鋼管柱，28根永久鋼管柱，鋼管柱長(zhǎng)29.98～43.47m，共分為4種直徑，分別為φ1000、φ1200、φ1400、φ1600。永久鋼管柱內(nèi)澆灌C60自密實(shí)混凝土，臨時(shí)鋼管樁內(nèi)澆筑C35微膨脹混凝土。立柱樁采用鉆孔灌注樁，直徑均為φ2500，主筋保護(hù)層厚度70mm，樁長(zhǎng)8.5～24.25m，澆筑C35水下混凝土，抗?jié)B等級(jí)P10，鋼筋采用HPB300、HRB400。工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置及樁柱平面布置如圖1和圖2所示：

2? 大重量鋼管柱精度控制技術(shù)

2.1? 工藝原理和操作流程

通過旋挖鉆與全套管成孔施工技術(shù)配合的方式對(duì)鋼管柱下放精度進(jìn)行控制，能有效提高槽壁的穩(wěn)定性，降低鋼管柱下放過程中泥漿擾動(dòng)對(duì)其精度產(chǎn)生的影響，提高對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的有效控。旋挖鉆鉆孔時(shí)，通過預(yù)埋在套管上的傳感器對(duì)孔位軸線和垂直度偏差;鋼管柱采用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行安裝，通過在全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)安裝定位法蘭進(jìn)行垂直度控制，確保鋼管柱垂直下放，且無偏離軸線的平面扭轉(zhuǎn)，為后續(xù)開挖后對(duì)接各層型鋼梁提供有利條件。施工過程中采用多點(diǎn)起吊，控制超大型鋼管柱起吊過程中的彎曲變形。針對(duì)鋼管柱垂直度不滿足要求的情況，及時(shí)采用全回轉(zhuǎn)對(duì)鋼管柱旋轉(zhuǎn)進(jìn)行糾偏，保證鋼管柱垂直度的同時(shí)減緩混凝土凝固的現(xiàn)象。

大重量鋼管精度控制技術(shù)的應(yīng)用流程如圖3所示。

2.2? 操作要點(diǎn)

①埋設(shè)鋼護(hù)筒。護(hù)筒選用以卷制方式焊接制成的鋼材質(zhì)護(hù)筒，內(nèi)徑大于樁徑20㎝，高度結(jié)合樁位地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整[1]。本工程施工中，在經(jīng)過圍護(hù)樁分段試樁后，最終確定埋設(shè)的鋼護(hù)筒都為長(zhǎng)護(hù)筒。溢漿孔開設(shè)在護(hù)筒深處地面位置，根據(jù)實(shí)際需求確定開孔數(shù)量，并將排漿口與泥漿口連接。護(hù)筒的埋設(shè)采用振動(dòng)錘錘擊，先平整場(chǎng)地，然后焊接鋼護(hù)筒，護(hù)筒的焊接質(zhì)量須達(dá)到密封性標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)筒安裝后需用黏土填充與坑壁之間的縫隙，最后用十字護(hù)樁復(fù)核護(hù)筒的安裝位置，確保安裝后的護(hù)筒平面偏差在50㎜以內(nèi)，數(shù)值傾斜度小于1/200.

②鉆孔。鉆孔前需確認(rèn)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，最大化減小鉆孔誤差，完成鉆孔的孔壁應(yīng)圓順、豎直、堅(jiān)實(shí)[2]。整個(gè)鉆進(jìn)過程中需保持孔內(nèi)泥漿始終高于地下水位1m，并低于護(hù)筒頂0.3m，結(jié)束后需立即向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，使孔內(nèi)水位高度、泥漿比重和黏度保持穩(wěn)定狀態(tài)。

③清孔。當(dāng)鉆孔深度和鉆孔質(zhì)量達(dá)到設(shè)定要求后，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員批準(zhǔn)后，即可進(jìn)行清孔工作，清孔設(shè)備選用抽渣筒，清孔至泥漿中無大于2㎜的明顯顆粒后，轉(zhuǎn)用換漿法繼續(xù)清孔。在抽吸渣土和清理泥漿的過程中，應(yīng)注意始終保持向孔內(nèi)注水或注泥漿，保持內(nèi)部水位處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免鉆孔塌陷。清孔最終效果應(yīng)使孔內(nèi)沉淀的泥漿厚度滿足技術(shù)規(guī)范要求，才能進(jìn)行鋼筋金龍的安裝施工。

④鋼筋籠加工與吊裝。鋼筋籠采用集中預(yù)制方式，用點(diǎn)焊的方式進(jìn)行主筋和加強(qiáng)筋的焊接，螺旋筋與主筋相連，每隔一根主筋焊接一根螺旋筋[3]。采用定位鋼筋對(duì)鋼筋籠外側(cè)保護(hù)層厚度進(jìn)行控制，安裝豎向間距為5m，環(huán)向最少安裝數(shù)量為4處。鋼筋主筋設(shè)計(jì)采用螺紋鋼，所有主筋在加工過程中都用機(jī)械進(jìn)行連接，在安裝過程中用電弧焊下放安裝，單面焊接焊縫需大于10d。

鋼筋籠吊裝設(shè)備采用25T汽車，鋼筋籠在運(yùn)輸和吊裝過程中應(yīng)做好必要的保護(hù)措施，下放過程需注意慢放輕放，避免磕碰造成損壞，還應(yīng)在就位后進(jìn)行固定，避免灌澆混凝土漿液時(shí)出現(xiàn)上浮現(xiàn)象[4]。

⑤孔內(nèi)鋼管柱基礎(chǔ)砼澆筑。由于鋼管柱的下放時(shí)間較長(zhǎng)，常規(guī)混凝土的凝結(jié)時(shí)間早于鋼管柱的下放時(shí)間，會(huì)影響鋼管柱的下放質(zhì)量[5]。因此，工程中采用48小時(shí)超緩凝C35.P10水下混凝土。澆筑標(biāo)高采用混凝土面檢測(cè)儀和人工控制配合方式，鋼管柱下放后采用超聲波檢測(cè)其下放垂直度，且因鋼管柱需下放至樁基礎(chǔ)以下，需預(yù)算計(jì)算混凝土插入后樁頂?shù)纳细×俊?/p>

⑥鋼管柱吊裝和定位安裝。吊裝設(shè)備采用2臺(tái)履帶吊，保證下放過程慢放輕放，避免磕碰[6]。

3? 結(jié)語：

本文以實(shí)際工程為例，對(duì)地鐵工程施工中鋼管柱的精度控制技術(shù)和施工要點(diǎn)進(jìn)行論述，希望能為工程技術(shù)人員提供參考，促進(jìn)我國(guó)地鐵建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡廣福， 林佳銘， 陳怡倩. 地下結(jié)構(gòu)柱兼做鋼管支撐立柱施工技術(shù)研究[J]. 江蘇建材， 2019（A02）：23-26.

[2] 孫春娥， 李曉璐， 孟麗娟. 一體化施工中鋼立柱高精度調(diào)垂定位技術(shù)研究[J]. 探索科學(xué)， 2019， 000（003）：266.

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