淺談格構柱安裝施工質量控制

張 茸

（福州市一建建設股份有限公司， 福建 福州 350001）

0 引言

隨著社會的發展和施工技術水平的提高，為了充分利用有限的土地資源，人們開始設計越來越多的高層并往地下擴展空間，地下室的深度及規模越來越大，基坑圍護結構越來越復雜。沖（鉆）孔灌注樁插入鋼格構柱作為水平支撐立柱的作法在深大基坑工程中的運用也越來越普遍，并且為了讓塔吊在深大基坑施工過程中盡早投入使用，鋼格構柱塔吊基礎得到廣泛使用，以此來解決基坑圍護支撐體系結構施工和土方開挖階段的運輸問題。

1 工藝特點

鋼格構柱作為水平支撐立柱的做法，主要是采用四根角鋼通過鋼板作為綴板連接，形成整體，在沖（鉆）孔灌注樁施工過程中與鋼筋籠焊接，錨入樁基內，作為支撐梁的立柱整體受力。

2 施工工藝技術

2.1 施工順序

格構柱制作→定位放線→沖（鉆）孔灌注樁成孔→隨鋼筋籠下放格構柱 →安裝導管→二次清孔→澆筑混凝土。

2.2 施工方法

圖1 格構柱接長

2.2.1 格構柱制作

（1）格構柱角鋼接長采用邦條焊的形式。角鋼外側用坡口焊，內側采用同規格的50mm長角鋼進行四面圍焊。應盡量把焊接部位埋入樁基內。

（2）格構柱加工完成后，應按照樁號進行編號，并標明長度。確保格構柱使用在正確的部位，并保證格構柱插入樁身的長度符合設計要求。

2.2.2 定位放線

（1）采用全站儀、水準儀將業主提供的二級點引入場地作為控制點，控制點應在利于保護和放樣的地方，減少施工過程對控制點的影響，并進行地面硬化及插上明顯的標識。

（2）利用控制點坐標，對每個樁位進行定位放線，并在樁中心插上明顯的標識。樁機移機到位后，需對樁位點進行復核。

（3）護筒埋設好后，用水準儀進行標高測量，用以控制成孔深度。

2.2.3 沖（鉆）孔灌注樁成孔

（1）灌注樁成孔過程中，應對泥漿比重、孔深、孔徑、垂直度等進行控制，確保達到設計及規范要求。

（2）成孔過程中，應嚴格對照地質報告，結合施工檢驗，在鉆頭穿過不同土層時，適時、合理地調整泥漿比重及樁機沖程。

（3）在鉆頭穿過堅硬土層時，鉆頭易磨損。為確保孔徑大小，需對鉆頭進行補焊。補焊后的鉆頭為防止卡孔，需上下提升鉆頭，將原來縮徑的部分擴大后再繼續正常施打。

（4）成孔后應先進行一次清孔。清渣時間控制在3小時左右。然后用測繩進行測量，以測繩觸底抬起無彈垂感為宜。

2.2.4 隨鋼筋籠下放格構柱

（1）為保證格構柱的標高，在吊筋制作前，應再次復核孔口標高，確定焊接吊筋的長度。

（2）鋼筋籠下放前，制作簡易探孔裝置，即采用6m長簡易鋼筋籠先進行探孔，確保成孔直徑符合要求，鋼筋籠下放過程不會產生卡孔。

（3）鋼筋籠下放時，應保持垂直，徐徐下放，避免碰撞孔壁造成塌孔，下放過程中若遇到阻礙應查明原因后繼續下籠不得強行下放。

（4）格構柱應根據設計要求插入鋼筋籠內，鋼筋籠應全部與格構柱焊接，焊接時應兩面對稱施焊。焊接完成后，應補齊該位置箍筋。

2.2.5 安裝導管

導管從格構柱內部插入，下放過程中應緩慢輕放，避免導管下放、及拔插過程碰撞格構柱而導致格構柱的傾斜。

2.2.6 二次清孔

（1）第二次清孔是利用導管進行清孔，吸力要小得多，目的是清除在下鋼筋籠和導管過程中沉淀到孔底或是被鋼筋籠碰撞而掉下去的泥塊沉渣。二次清孔需加水換漿，在清孔過程中必須保證孔內水頭，第一次換漿時間控制在2小時以上，將泥漿比重降至1.2左右，緩慢進行泥漿稀釋防止坍孔。第二次換漿須在灌注砼2小時前進行，直至做好灌注準備后方可停止清孔。若含砂率高還需繼續對泥漿池進行掏渣，直到泥漿各項系數達到設計要求為止進行砼澆搗。

（2）清孔完畢后孔口下方10m左右的泥漿應達到以下技術性能要求：泥漿比重1.03-1.18,含砂率≤8%,粘度18-20S。此外，需保證商品砼的到場時間，避免因故延遲澆搗，造成泥漿中沙石沉淀加厚了孔底沉渣。

2.2.7 澆筑混凝土

（1）水下混凝土配合比試配應提高一個等級，塌落度應控制在180～220mm。

（2）水下澆灌混凝土應連續進行，不得停頓，導管底埋入混凝土面一般應保持2～3m，并不得小于1m，嚴禁把導管提出混凝土面。若按首封“剪球”保證導管底埋入混凝土面2m，則漏斗容積計算為л0.52×2=1.57m3。

（3）當混凝土接近格構柱底面時，應減緩混凝土澆灌速度，減小混凝土澆灌量，并控制好導管插入混凝土的深度，以免因為澆灌速度快澆灌量太大導致格構柱底部受壓偏心，或頂面標高上浮。

3 施工難點及解決措施

3.1 施工難點

鋼格構柱作為支撐支護系統的立柱樁，其樁基的中心位置、格構柱的垂直度、樁頂標高等施工質量控制要求較高，格構柱垂直度偏差為1/300，中心偏差50mm，標高偏差30mm。其次由于施工過程結合灌注樁屬于地下隱蔽工程，無疑給格構柱的施工質量控制增加難度。

3.2 解決措施

3.2.1 設計制作簡易的孔口定位器

（1）測量員定好樁中心點及地面標高點后，根據實際地面標高，以樁中心為中心點開挖一2.00m×2.00m基坑，并找平夯實。

（2）格構柱由吊車起吊安裝自由下放時，為保證定位準確，防止定位時產生位移偏差，現場使用了專用定位器。定位器是由基座和定位盤兩部分組成，在定位盤上有八個螺桿用于格構柱角度確定，在四個角處有四個千斤頂用來調節格構柱的垂直度。以利于鋼格構柱水平和垂直方向的調整，使鋼格構柱處于垂直自由懸掛狀態，保證垂直度和水平位置。

（3）用兩臺全站儀雙向控制垂直度及定位準確性。用定位架控制鋼注定位及垂直度，有效地解決鋼格構柱定位及偏差控制問題。

（4）利用格構柱的自重的原理，使格構柱保持垂直狀態，并控制好立柱樁（格構柱）頂標高偏差小于3cm。

圖2 格構柱定位器示意圖

3.2.2 使用符合實際需求的吊筋型號

（1）結合格構柱安裝的實際情況，采用各種吊筋型號的安裝效果進行試驗，確定滿足工程格構柱及鋼筋籠重量的吊筋，以此加強剛度，不易造成格構柱及鋼筋籠下沉、墜落等問題，保證格構柱吊筋高出地方200mm。

（2）由于鋼格構柱由于長度較大，為防起吊時變形，用鋼管以加強剛度；鋼柱下端離籠頂3m處間隔1m設三層墊塊，長度5cm，防止提放導管時，鋼柱發生加大擺動；保證鋼格構柱的安放質量。

3.2.3 合理規劃利用工作面

根據設計要求，格構柱的樁基主要采用沖（鉆）孔灌注樁，在沖（鉆）孔灌注樁成孔過程中，需大量場地作為泥漿池。樁基施工大多遇到工期緊、樁數多、場地小等問題，泥漿池的設置給格構柱的吊裝增加難度。在有限的場地范圍內，將泥漿池設計為L型，分為沉淀池及返漿池。泥漿先經過沉淀池沉渣后經過返漿池，并將沉淀池開挖深度加深至2m～2.5m。這樣可充分利用場地，將格構柱的起吊點盡可能靠近樁位，降低起吊難度，更有利控制格構柱的定位。

4 效益分析

（1）采用上述方法大大提高了格構柱安裝時效，平均每根格構柱安裝時間節約2.5小時，從而節約了人工費。

（2）使用孔口定位器后，有效地利用了格構柱本身的自重，對吊車的型號要求降低，施工場地硬化面積大大減小。

（3）開挖后格構柱整體安裝效果良好，垂直度、標高、定位均符合規范要求，無需后期加固處理。

5 應用實例

福州某SOHO工程，設有二層聯體地下室，底板墊層底標高為-8.90,開挖深度為9～9.5m。采用SMW工法樁、灌注樁加兩道砼內支撐的支護形式。支承立柱上部采用鋼格構，下部采用Φ900沖鉆孔灌注樁的組合樁。支撐鋼格構柱由四根L160×16角鋼通過綴板焊接而成。格構柱截面尺寸為550×550mm。綴板采用350×14×510鋼板，連接焊縫10mm厚滿焊，綴板中心間隔600mm。鋼格構柱錨入樁內約3m。本工程格構柱施工過程嚴格把控各道施工工序，開挖后格構柱垂直度、偏位、標高質量良好，未出現異常現象，確保土方開挖及基坑支護保質保量、安全順利地完成施工。

6 結束語

本文通過技術工藝的控制，基本歸納了從格構柱加工、灌注樁成孔、成樁等全過程的施工工藝及細節處理措施，在建筑工程飛速發展，越來越往地下擴充空間的今天，格構柱作為支撐立柱結構的應用將會越來越普及，格構柱安裝工藝的細化和研討對該種支撐體系的發展和推廣具有積極影響。