土建施工大型樁柱施工法

摘要：響螺灣交通樞紐配套市政工程，位于天津市濱海新區(qū)響螺灣中心商務(wù)區(qū)。本工程由天津?yàn)I海新區(qū)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司興建，由鐵道部第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)。本標(biāo)段土建施工包括軌道交通地下結(jié)構(gòu)工程B1線，本標(biāo)段B1線為地下2層，車站規(guī)模為3臺(tái)6線，深度約為21m；軌道交通地下結(jié)構(gòu)工程Z1線（京津城際站場(chǎng)及B1線車站正投影下方的Z1線地下結(jié)構(gòu)工程），本標(biāo)段Z1線為地下三層，深度約為28.5m，總建筑面積約25794m2。目前本標(biāo)段的主要施工任務(wù)為施工直徑為2.2米的AM旋挖擴(kuò)底樁共計(jì)212根，直徑為2.4米的AM旋挖擴(kuò)底樁共計(jì)30根，鋼管柱樁119根，格構(gòu)柱樁63根。構(gòu)柱樁63根。

關(guān)鍵詞：土建；施工；建設(shè)

一、施工重難點(diǎn)

（一）大直徑樁垂直度控制。選用性能優(yōu)良的旋挖鉆機(jī)，配備全自動(dòng)垂直調(diào)平系統(tǒng)，要求操作手精心控制；同時(shí)在成孔過(guò)程中使用測(cè)量?jī)x器抽檢鉆桿垂直度，使用超聲波儀分階段檢查垂直度。

（二）鉆孔定位控制。測(cè)量放樣時(shí)通過(guò)多次復(fù)核的方式使定位精準(zhǔn)， 鉆孔施工時(shí)，使用定位架，并預(yù)埋開孔套筒，鉆機(jī)就位時(shí)保持底座平穩(wěn)，鉆頭中心采用樁定位器對(duì)準(zhǔn)樁位。

（三）沉渣厚度控制。當(dāng)成孔作業(yè)達(dá)到預(yù)定深度后，進(jìn)行空鉆旋轉(zhuǎn)，直至孔底沉渣基本清除干凈。然后在澆注混凝土前使用普通導(dǎo)管的空氣升液排渣法或空吸泵的反循環(huán)方式進(jìn)行二次處理。

（四）吊裝安全控制。理論計(jì)算結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)置滿足安全要求的吊點(diǎn)；鋼筋籠采用320t主吊和220t副吊雙機(jī)抬吊方式起吊、10點(diǎn)起吊的方式。

（五）鋼管柱定位精度控制。中間樁鋼管柱的安裝中難點(diǎn)在于定位精度問(wèn)題。

二、中間樁柱施工說(shuō)明

本工程中間樁柱施工時(shí)，直孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用兩點(diǎn)定位法、鉆孔樁采用旋挖鉆機(jī)常規(guī)方法施工；擴(kuò)孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用HPE工法、擴(kuò)孔樁采用AM工法施工。

（一）兩點(diǎn)定位法施工用鋼套筒說(shuō)明。在兩點(diǎn)定位法施工過(guò)程中，鋼套筒的作用是為完成鋼管柱自動(dòng)定位器安裝及相關(guān)工作而提供安全保障，既保護(hù)樁孔內(nèi)施工人員的安全，也能防止施工過(guò)程中塌孔等意外情況對(duì)鋼管柱安裝質(zhì)量所產(chǎn)生的不利影響。

鋼套筒總長(zhǎng)度約為20.7m，底部錨入混凝土1m。在地面分３節(jié)加工，底部不可拆除部分為下節(jié)（約長(zhǎng)4.5m），頂部保證吊裝安全部分為上節(jié)（約長(zhǎng)15.7m），中間連接部分為中節(jié)（約長(zhǎng)0.5m）。

吊裝時(shí)下節(jié)與鋼筋籠焊接后整體吊裝；上節(jié)與中節(jié)內(nèi)法蘭連接后整體吊裝；在孔口對(duì)接時(shí)將中節(jié)和下節(jié)通過(guò)外法蘭連接，最終使鉆孔樁鋼筋籠和鋼套筒形成整體后下放到位。

中間樁柱施工完成后，頂拔回收上節(jié)鋼套筒并進(jìn)行重復(fù)利用。

（二）兩點(diǎn)定位法施工用定位器說(shuō)明。自動(dòng)定位器是一種預(yù)先加工的裝置，自動(dòng)定位器的作用是通過(guò)其構(gòu)造特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管柱的引導(dǎo)、限位、精確定位的功能。

安裝時(shí)采用可調(diào)式連接螺栓(豎向)將先行焊在鋼套筒上定位穿孔鋼板和定位器上的定位十字板連接。同時(shí)進(jìn)行水平方向、垂直方向精確校正，確保其平面位置、高程和垂直度滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范后，將自動(dòng)定位器和鋼套筒、定位器錨固筋焊接形成整體，并澆注高強(qiáng)度混凝土將其錨固固定。

三、中間樁柱蓋挖逆做綜合施工方案

本工程中間樁柱施工時(shí)，直孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用兩點(diǎn)定位法、鉆孔樁采用旋挖鉆機(jī)常規(guī)方法施工；擴(kuò)孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用HPE工法、擴(kuò)孔樁采用AM工法施工。

（一）施工準(zhǔn)備。硬件準(zhǔn)備：場(chǎng)地、測(cè)量人員、儀器設(shè)備、材料等；技術(shù)準(zhǔn)備：圖紙審核、施工方案及交底等。

（二）樁心定位及埋設(shè)開孔鋼護(hù)筒。1.在控制樁上架設(shè)儀器，利用極坐標(biāo)法正倒鏡放出樁柱中心點(diǎn)位置。2.在放好的樁點(diǎn)處拉十字線，引到樁柱的外側(cè)，放置定位架，使定位架的中心點(diǎn)與十字線的中心重合，用儀器進(jìn)行樁點(diǎn)復(fù)測(cè)。3.開孔鋼護(hù)筒要根據(jù)設(shè)計(jì)樁位中心線埋設(shè)，其位差應(yīng)不大于50mm，護(hù)筒具有定位導(dǎo)向鉆頭的作用，同時(shí)也具有圍護(hù)孔口防止坍塌的效果。

（三）成孔、清底驗(yàn)槽。成孔選用性能優(yōu)良的鉆機(jī)、重點(diǎn)控制泥漿指標(biāo)、孔的垂直度、沉渣厚度、等指標(biāo)。

（四）吊裝鉆孔灌注樁鋼筋籠及鋼套筒。1.在下放鋼套筒及鋼筋籠之前，在孔口預(yù)先置放安裝平臺(tái)，它控制鋼套筒的下放標(biāo)高，又可固定鋼筋籠和鋼套筒，便于在孔口進(jìn)行連接。2.吊裝施工時(shí)，鉆孔灌注鋼筋籠和下節(jié)鋼套筒焊接，采用10吊點(diǎn)、雙機(jī)抬吊整體吊裝；中、上節(jié)鋼套筒采用內(nèi)法蘭連接，采用4吊點(diǎn)、雙機(jī)抬吊整體吊裝；先后兩次吊裝作業(yè)最終在孔口通過(guò)外法蘭形成對(duì)接，然后整體下放入孔。

（五）第一次灌注（鉆孔灌注樁）。1.灌注流程：安設(shè)導(dǎo)管→使球膽與導(dǎo)管內(nèi)水面緊貼→ 吊放大漏斗、灌注封底混凝土→連續(xù)灌注至預(yù)定標(biāo)高。2.中間樁柱混凝土灌注共分四次。3.第一次灌注樁基混凝土至預(yù)定位置，即自動(dòng)定位器錨固底邊以上1.5m處，該1.5m混凝土屬于超灌量，安裝定位器前需鑿除。

中間樁水下混凝土澆筑完后，用砂石對(duì)鋼套管四周進(jìn)行回填至護(hù)筒口，以達(dá)到穩(wěn)定鋼套管的目的，方可拆除施工平臺(tái)和鋼護(hù)筒

（六）抽排鋼套筒內(nèi)泥漿。在樁基混凝土灌注至要求高度后約6小時(shí)，即樁頂混凝土初凝后即可抽排鋼套筒內(nèi)泥漿，以便工人下到鋼套筒內(nèi)，進(jìn)行清理并鑿除樁頂浮漿及混凝土至定位器底部錨固面并安裝定位器。

（七）樁底樁側(cè)注漿。每根鉆孔灌注柱設(shè)置聲測(cè)管4根；注漿管樁側(cè)2根、樁底3根，下端安裝特制的單向截流閥。混凝土澆筑完成且達(dá)到一定強(qiáng)度后開始注漿。

（八）樁頂混凝土鑿除（1.5m）。在樁口搭設(shè)小型臨時(shí)龍門架，采用電動(dòng)葫蘆進(jìn)行垂直運(yùn)輸，將施工人員、機(jī)具吊運(yùn)至護(hù)筒底，用風(fēng)槍鑿除柱基表層混凝土至自動(dòng)定位器的定位十字板底位置。施工時(shí)需設(shè)置保護(hù)措施和空口看守，并及時(shí)向套管內(nèi)輸送新鮮空氣，改善作業(yè)環(huán)境

（九）安裝自動(dòng)定位器、第二次灌注（定位器錨固）。安裝自動(dòng)定位器，調(diào)整定位器精度符合設(shè)計(jì)要求后，打開上、中節(jié)鋼套管間內(nèi)法蘭連接的2/3螺栓，并拆除剩余1/3螺栓的螺帽（螺帽設(shè)置在下端）。然后進(jìn)行中間樁柱的第二次澆筑，即500mm高C50早強(qiáng)定位器錨固砼。

（十）吊裝鋼管柱、鋼管柱上下端定位。待定位器錨固混凝土灌注4小時(shí)后，強(qiáng)度達(dá)到20MPa時(shí)，便可起吊下放鋼管柱，起到方式為用220t和50t履帶吊車雙機(jī)抬吊。

鋼管柱底部可直接嵌入定位器，通過(guò)標(biāo)高測(cè)定柱底與定位器的吻合程度。通過(guò)設(shè)置在鋼套筒與柱體之間的4只可調(diào)式花籃螺栓進(jìn)行柱體上端定位，花藍(lán)螺栓可對(duì)柱體位置進(jìn)行微調(diào)。精確校正鋼管柱頂標(biāo)高、縱軸線位置及垂直度。

（十一）第三次灌注（鋼管柱下端錨固）。定位精度達(dá)到要求后，用小導(dǎo)管從鋼管柱外側(cè)澆筑鋼管柱C50自密實(shí)錨固混凝土砼至底板底標(biāo)高以上0.5m。

四、結(jié)論

經(jīng)過(guò)嚴(yán)密計(jì)算和精確測(cè)放點(diǎn)位，埋設(shè)樁柱點(diǎn)位精度達(dá)到±3cm，符合要求，垂直度檢測(cè)均未超過(guò)0.2%允許值，說(shuō)明這種測(cè)量放樣作業(yè)方式能夠滿足施工要求和精度要求。