研究地下三層結構施工過程中大重量鋼管柱精度控制技術

高磊

摘要：在當前地鐵工程的施工工藝中，蓋挖逆作法因對周邊環境的影響較小，應用范圍非常廣泛，但在進行大重量鋼管柱的施工時，因受到外界因素的影響，鋼管柱的插入精度會產生不同程度的偏差，由此會對地鐵工程的整體施工質量產生影響。基于此，本文以一地下擁有三層結構的地鐵工程為例，對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，旨在為相關人員提供參考。

0? 引言

近年來，我國大力發展軌道交通，各城市中傳統鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車的建設水平不斷提升，極大程度地提高了城市的交通吞吐量，為城市經濟的發展提供了必要的硬件設施支持。其中地鐵工程比其他軌道交通工程的施工規模更大、施工風險更高，且施工中會涉及多個主體，對周邊環境的影響大，對施工的專業度要求更高。鋼管柱是地鐵工程中起到主要豎向支撐作用的受力部件，鋼管柱的強度、剛度和安裝的穩定性會對地鐵工程的施工質量產生直接的影響，但是由于我國地質條件多樣性強，施工過程中可能會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量，控制大重量鋼管柱的施工精度，已經成為備受相關技術人員關注的重要難題。

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號線、新建14號線以及規劃24號線三線換乘樞紐。14號線沿華富路和泥崗西路地下敷設，為地下三層疊側車站，與既有7號線同臺換乘;規劃24號線沿筍崗西路地下敷設，為地下四層車站，與7、14號線形成節點換乘。

蓋板區鋼管柱共33根，其中5根臨時鋼管柱，28根永久鋼管柱，鋼管柱長29.98～43.47m，共分為4種直徑，分別為φ1000、φ1200、φ1400、φ1600。永久鋼管柱內澆灌C60自密實混凝土，臨時鋼管樁內澆筑C35微膨脹混凝土。立柱樁采用鉆孔灌注樁，直徑均為φ2500，主筋保護層厚度70mm，樁長8.5～24.25m，澆筑C35水下混凝土，抗滲等級P10，鋼筋采用HPB300、HRB400。工程圍護結構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

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配合的方式對鋼管柱下放精度進行控制，能有效提高槽壁的穩定性，降低鋼管柱下放過程中泥漿擾動對其精度產生的影響，提高對施工風險的有效控。旋挖鉆鉆孔時，通過預埋在套管上的傳感器對孔位軸線和垂直度偏差;鋼管柱采用全回轉鉆機進行安裝，通過在全套管全回轉鉆機安裝定位法蘭進行垂直度控制，確保鋼管柱垂直下放，且無偏離軸線的平面扭轉，為后續開挖后對接各層型鋼梁提供有利條件。施工過程中采用多點起吊，控制超大型鋼管柱起吊過程中的彎曲變形。針對鋼管柱垂直度不滿足要求的情況，及時采用全回轉對鋼管柱旋轉進行糾偏，保證鋼管柱垂直度的同時減緩混凝土凝固的現象。

大重量鋼管精度控制技術的應用流程如圖3所示。

2.2? 操作要點

①埋設鋼護筒。護筒選用以卷制方式焊接制成的鋼材質護筒，內徑大于樁徑20㎝，高度結合樁位地質情況進行相應的調整[1]。本工程施工中，在經過圍護樁分段試樁后，最終確定埋設的鋼護筒都為長護筒。溢漿孔開設在護筒深處地面位置，根據實際需求確定開孔數量，并將排漿口與泥漿口連接。護筒的埋設采用振動錘錘擊，先平整場地，然后焊接鋼護筒，護筒的焊接質量須達到密封性標準，護筒安裝后需用黏土填充與坑壁之間的縫隙，最后用十字護樁復核護筒的安裝位置，確保安裝后的護筒平面偏差在50㎜以內，數值傾斜度小于1/200.

②鉆孔。鉆孔前需確認鉆頭對準樁位，最大化減小鉆孔誤差，完成鉆孔的孔壁應圓順、豎直、堅實[2]。整個鉆進過程中需保持孔內泥漿始終高于地下水位1m，并低于護筒頂0.3m，結束后需立即向孔內補充泥漿，使孔內水位高度、泥漿比重和黏度保持穩定狀態。

③清孔。當鉆孔深度和鉆孔質量達到設定要求后，在現場監理人員批準后，即可進行清孔工作，清孔設備選用抽渣筒，清孔至泥漿中無大于2㎜的明顯顆粒后，轉用換漿法繼續清孔。在抽吸渣土和清理泥漿的過程中，應注意始終保持向孔內注水或注泥漿，保持內部水位處于穩定狀態，避免鉆孔塌陷。清孔最終效果應使孔內沉淀的泥漿厚度滿足技術規范要求，才能進行鋼筋金龍的安裝施工。

④鋼筋籠加工與吊裝。鋼筋籠采用集中預制方式，用點焊的方式進行主筋和加強筋的焊接，螺旋筋與主筋相連，每隔一根主筋焊接一根螺旋筋[3]。采用定位鋼筋對鋼筋籠外側保護層厚度進行控制，安裝豎向間距為5m，環向最少安裝數量為4處。鋼筋主筋設計采用螺紋鋼，所有主筋在加工過程中都用機械進行連接，在安裝過程中用電弧焊下放安裝，單面焊接焊縫需大于10d。

鋼筋籠吊裝設備采用25T汽車，鋼筋籠在運輸和吊裝過程中應做好必要的保護措施，下放過程需注意慢放輕放，避免磕碰造成損壞，還應在就位后進行固定，避免灌澆混凝土漿液時出現上浮現象[4]。

⑤孔內鋼管柱基礎砼澆筑。由于鋼管柱的下放時間較長，常規混凝土的凝結時間早于鋼管柱的下放時間，會影響鋼管柱的下放質量[5]。因此，工程中采用48小時超緩凝C35.P10水下混凝土。澆筑標高采用混凝土面檢測儀和人工控制配合方式，鋼管柱下放后采用超聲波檢測其下放垂直度，且因鋼管柱需下放至樁基礎以下，需預算計算混凝土插入后樁頂的上浮量。

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

3? 結語：

本文以實際工程為例，對地鐵工程施工中鋼管柱的精度控制技術和施工要點進行論述，希望能為工程技術人員提供參考，促進我國地鐵建設事業的發展。

參考文獻

[1] 蔡廣福， 林佳銘， 陳怡倩. 地下結構柱兼做鋼管支撐立柱施工技術研究[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垂定位技術研究[J]. 探索科學， 2019， 000（003）：266.

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