地鐵車(chē)站蓋挖逆作法中間柱施工技術(shù)

1、地鐵車(chē)站蓋挖逆作法中間柱施工技術(shù)1 工程概況武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程洪山廣場(chǎng)站位于武漢市重要城市廣場(chǎng)洪山廣場(chǎng)西側(cè)廣場(chǎng)下，為地下三層多柱多跨箱型結(jié)構(gòu)（物業(yè)開(kāi)發(fā)部分為地下二層），屬武漢地鐵2#線與4#線的換乘車(chē)站。車(chē)站基坑主體平面呈楔形，建筑面積為10300m3，基坑最大開(kāi)挖深度達(dá)26.81m。因車(chē)站結(jié)構(gòu)平面跨度大，地面條件受限制，且需及早恢復(fù)路面交通，故結(jié)構(gòu)采用蓋挖逆作法施工。鋼管混凝土柱柱底樁基為1800混凝土灌注樁，樁基上部為900的永久性鋼管混凝土柱，見(jiàn)圖1。圖1 鋼管混凝土柱剖面結(jié)構(gòu)示意圖2.工藝原理蓋挖逆作法是指先施作車(chē)站周邊圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁、柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板（梁、板結(jié)構(gòu)）置于

2、樁（圍護(hù)樁）、柱（鋼管柱或鋼筋混凝土柱）之上，自上而下完成土方開(kāi)挖并施作邊墻、中隔板及底板等車(chē)站主體結(jié)構(gòu)的施工方法。鋼管混凝土柱施工中，對(duì)柱體高程、平面位置及垂直度要求非常高。該工法中間立柱樁采用下部定位器+上部絲杠相結(jié)合的方式進(jìn)行定位，下部定位器安裝需要嚴(yán)格控制其高程與平面位置，保證安裝精度。首先，鋼管柱底中間樁基C30砼澆筑完成后進(jìn)行杯口砼鑿出，當(dāng)樁底壓漿、樁基檢測(cè)完成后，測(cè)量放線，安裝四腳錨栓并澆C50砼將其錨固，確定定位器的高程。然后，微調(diào)定位器的平面位置，使四角錨栓、定位器中心、樁基中心及鋼管柱中心重合。此過(guò)程須測(cè)量反復(fù)校核，確保下部定位精度。鋼管柱上部采用四個(gè)改良后的絲杠對(duì)稱(chēng)定位。

3、絲杠帶卡一端支撐在鋼管柱頂部法蘭盤(pán)上，一端支撐在人工挖孔樁護(hù)壁砼上；鋼管柱的高程及下部平面位置之前已通過(guò)定位器精確定位，故調(diào)節(jié)上部四個(gè)絲杠，使鋼管中心與樁中心垂線相重合，鋼管柱定位即完成。3施工工藝流程在柱底樁基施工的基礎(chǔ)上，蓋挖逆作鋼管混凝土柱施工分為杯口砼鑿除、樁底壓漿及樁基檢測(cè)、鋼管柱安裝及定位、鋼管柱內(nèi)鋼筋籠吊裝及柱內(nèi)砼澆筑等。蓋挖逆作鋼管混凝土柱施工工藝流程參見(jiàn)圖2。成柱樁基施工圖2 蓋挖逆作鋼管混凝土柱施工工藝流程圖4操作要點(diǎn)41鑿除杯口砼柱底樁基施工完畢后，孔內(nèi)會(huì)預(yù)留較粘稠的泥漿。人工淘漿后，再用風(fēng)鎬將原柱底樁基杯口砼鑿除，以便下一步安樁四腳錨栓。柱底樁基為鑿除浮漿及安裝錨栓，需

4、要一次性鑿除杯口砼1.5m深。鑿除面應(yīng)做到平滑。4.2樁底壓漿及樁基檢測(cè)蓋挖逆做法車(chē)站中間立柱樁的不均勻沉降是其難點(diǎn)之一，為控制樁基間差異沉降，采用壓漿（后注漿），對(duì)樁底范圍的土體進(jìn)行加固。對(duì)柱底樁基均做超聲波檢測(cè)，以確保樁身的完整性。樁底壓漿流程：清理管頭做管頭上管頭密封器接上高壓管清水開(kāi)塞拌漿注漿屏漿清洗結(jié)束。樁基檢測(cè)流程：布置檢測(cè)儀器連接線路下探頭收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)出具檢測(cè)報(bào)告。施工中需注意一下幾點(diǎn)：1、樁底壓漿時(shí)間選擇在柱底樁基成樁2天后進(jìn)行。2、對(duì)注漿參數(shù)：開(kāi)環(huán)壓力、注漿壓力、終止壓力、漿液水灰比、注漿量等嚴(yán)格控制。參數(shù)選擇如下：1）開(kāi)環(huán)壓力：2- 8 MPa；2）終止壓力：不小于2-

5、2.5 MPa；3）水灰比：0.50.75； 4）注漿量：不小于6t（水泥重量）5）原料：水泥、 水，水泥采用 42.5以上強(qiáng)度等級(jí)的普通復(fù)合水泥。注漿要求：水泥漿壓入量達(dá)到設(shè)計(jì)值，終止泵送壓力不得小于2-2.5 MPa。3、注漿終止條件采用雙控標(biāo)準(zhǔn)：水泥漿壓入量達(dá)到設(shè)計(jì)值6t，終止泵送壓力不小于2-2.5 MPa。4、樁基檢測(cè)時(shí)間選擇在柱底樁基成樁7天后進(jìn)行。5、采集數(shù)據(jù)的時(shí)候，探頭在聲測(cè)管內(nèi)應(yīng)同步上升。4.3安裝四腳錨栓固定鋼管柱下部定位器的錨栓采用M24型號(hào)，在定位器底部基板垂直方向四個(gè)開(kāi)口的邊角同時(shí)限位。為增加四腳錨栓的整體性，設(shè)置雙排雙向16150×150鋼筋與其焊接緊密。

6、四腳螺栓中心點(diǎn)與樁中心重合，上層鋼筋中央焊制一塊10cm見(jiàn)方的輔助鋼板用于定位。鋼板中心打出一個(gè)小點(diǎn)，為測(cè)量提供方便。將鋼板上的點(diǎn)與樁中心點(diǎn)重合后，即可認(rèn)為四腳錨栓安裝到位，見(jiàn)圖3。加工成型的四角錨栓鋼管柱安裝錨栓制作完成后，放入孔內(nèi)鑿除后的砼上。通過(guò)測(cè)量校核高程和平面位置后，澆筑C50砼將其錨固。由于使用方量較小，混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)自拌，用吊桶將混凝土吊入孔內(nèi)澆注振搗。澆注過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整四腳錨栓的中心與樁中心重合，當(dāng)澆注至定位器底部高度好，將該面抹平，本次澆砼頂面標(biāo)高即為定位器地面標(biāo)高。4.4安裝定位器定位器是一種精加工的裝置，精確校正其平面位置、高程和垂直度后，其構(gòu)造特點(diǎn)決定了可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管柱的

7、引渡、限定、精確定位的功能。定位器一般設(shè)計(jì)為十字錐形，包括錐形引渡板、定位十字鋼板、環(huán)形錨固腳，其中錐形引渡板、定位十字鋼板實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管柱的引渡功能，并限定鋼管柱水平位移；環(huán)形錨固腳承托鋼管柱，并控制鋼管柱的水平位置及標(biāo)高，錨固于樁內(nèi)，可防止自動(dòng)定位器變形、移位，見(jiàn)圖4。 圖2 加工成型的定位器定位器的安裝主要包括兩方面的工作。首先，將定位器中心與設(shè)計(jì)鋼管柱中心對(duì)中; 其次，將定位器水平板面高程調(diào)整到設(shè)計(jì)鋼管柱底高程。先從地面用 5kg 錘球?qū)吨行囊郎y(cè)至已清理平整的樁基面上，進(jìn)行定位器的初定位安裝。再用 1 /20 萬(wàn)的投點(diǎn)儀通過(guò)全站儀直接置于地面樁心位置，將樁心直接投測(cè)于定位器中心，指揮定位

8、器精確定位，直至安裝完畢。定位器安裝示意圖參見(jiàn)圖5。圖3 定位器安裝示意圖鋼筋砼護(hù)壁或鋼護(hù)筒4.5吊裝鋼管柱1、在鋼管柱起吊前，對(duì)鋼管柱進(jìn)行彩條布纏繞，保護(hù)鋼管柱表面不被銹蝕和損壞。2、出廠前，在柱頂對(duì)稱(chēng)焊接設(shè)置一對(duì)吊耳，同時(shí)在吊耳側(cè)加焊肋板，以確保柱體處于最不利位置時(shí)，吊耳不發(fā)生側(cè)翻破壞。3、用吊機(jī)采用兩點(diǎn)起吊法吊裝鋼管柱，慢插入孔，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。4、鋼管柱吊裝采用兩臺(tái)吊機(jī)吊裝，一臺(tái)50t履帶吊，一臺(tái)25t汽車(chē)吊，兩臺(tái)吊機(jī)把鋼管柱吊起后，鋼管柱頂部繼續(xù)抬升，25t汽車(chē)吊松鉤，50t履帶吊豎直吊著鋼管柱駁運(yùn)并吊入挖孔樁中，臨時(shí)用鋼筋固定鋼管柱的

9、上部后松構(gòu)，50t履帶吊離去。5、對(duì)鋼管柱的強(qiáng)度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算后，找出最佳吊點(diǎn)。選擇適宜的機(jī)具吊裝，確保安全。4.6上部絲杠定位上部定位依賴(lài)4個(gè)改良后的絲杠。絲杠帶托一段直接頂在人工挖孔樁鋼筋砼護(hù)壁或鋼護(hù)筒上，另一端則套入類(lèi)似卡子的工具管后直接夾在鋼管柱的頂部法蘭盤(pán)上。四個(gè)絲杠對(duì)稱(chēng)布置，通過(guò)調(diào)節(jié)絲杠，使鋼管中心與樁中心重合。當(dāng)上部絲杠調(diào)節(jié)精確后，即認(rèn)為整個(gè)鋼管已定位準(zhǔn)確，見(jiàn)圖6。圖4 鋼管柱上部絲杠定位示意圖鋼筋砼護(hù)壁或鋼護(hù)筒4.7澆筑杯口砼鋼管柱下部、上部定位完成后，澆筑C50砼至底梁底。為保證砼的密實(shí)性，施工中采用115mm的導(dǎo)管連接后，導(dǎo)管口下到鋼管柱底面上1m處開(kāi)始澆筑，澆筑過(guò)程伴隨超

10、長(zhǎng)振搗棒將砼振搗密實(shí)。下料過(guò)程中應(yīng)緩慢下料，且四周散布，采用高頻振搗棒振搗。4.8樁間回填砂石1、當(dāng)杯口砼初凝后，向鋼管柱周邊回填細(xì)豆石。豆石粒徑一般在5mm左右，要求回填均勻。2、為防止回填過(guò)程豆石對(duì)鋼管柱的沖擊造成柱體的偏移。每次回填達(dá)到2m后，即對(duì)鋼管柱的上部定位絲杠進(jìn)行一次校核?；靥钔戤吅?，要保證鋼管柱的中心與樁中心重合。3、因鋼管內(nèi)還需吊裝鋼筋籠澆筑砼，在砂石回填過(guò)程中，對(duì)管口進(jìn)行必要的覆蓋遮擋，避免砂石落入管內(nèi)。4.9鋼管柱內(nèi)鋼筋籠吊裝1、鋼管柱內(nèi)鋼筋籠直徑為640mm，而因鋼管內(nèi)有牛腿嵌入，鋼管柱內(nèi)凈空最小為660mm，則鋼筋籠與牛腿最小距離僅為1cm。故鋼筋籠加工過(guò)程中，必須嚴(yán)

11、格控制鋼筋籠的直徑，避免出現(xiàn)鋼筋籠管內(nèi)就位困難的情況出現(xiàn)。2、鋼筋籠注意成品保護(hù)，防止變形。吊裝時(shí)，小心慢放，鋼筋籠要準(zhǔn)確就位到杯口砼面。3、鋼筋籠應(yīng)提前精確計(jì)算吊筋長(zhǎng)度。4.10鋼管柱內(nèi)砼澆筑1、最長(zhǎng)的GZ3鋼管柱長(zhǎng)達(dá)24.21m，保證柱內(nèi)C50砼的密實(shí)性通過(guò)傳統(tǒng)的砼澆筑方式已不能滿足?？刹捎脤?dǎo)管澆砼伴隨高頻振動(dòng)棒振搗振搗的方式，保證鋼管柱內(nèi)砼的密實(shí)。2、柱內(nèi)砼采用C50砼，施工中合理選擇配合比，使砼擁有良好的和易性?；炷了涠葹?00mm+20mm，擴(kuò)展度為600mm±50mm。5.質(zhì)量措施及安全措施1鋼管管材的選用，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88）的有關(guān)規(guī)定；對(duì)于鋼管

12、柱鋼管及定位器原材驗(yàn)收嚴(yán)格要求，保證構(gòu)件尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。2為確保聯(lián)接處的焊接質(zhì)量，在管內(nèi)接縫處設(shè)置附加襯管，寬度為5cm，厚度為1cm。與管內(nèi)壁保持的膨脹間隙。3鋼管柱定位測(cè)量須嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量三級(jí)復(fù)核制度，以測(cè)量的準(zhǔn)確保證鋼管柱定位的精確。4鋼管柱周邊回填砂石粒徑在5mm左右，回填要均勻。5鋼管柱柱內(nèi)砼澆筑前，精確計(jì)算導(dǎo)管長(zhǎng)度，控制導(dǎo)管距柱底長(zhǎng)度，杜絕柱內(nèi)砼高拋致使離析。6鋼管柱柱內(nèi)砼振搗應(yīng)充分、適宜，確保柱內(nèi)砼密實(shí)。7樁位周邊須設(shè)置安全防護(hù)圍欄，高度不低于1.2m，圍欄須采用鋼筋牢固焊制，停止作業(yè)的樁孔或已成孔的樁基，必須設(shè)置牢固的蓋孔板，非工作人員禁止入內(nèi)。8施工人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，孔內(nèi)有人時(shí)，孔上必須有人監(jiān)督防護(hù)。 9井孔內(nèi)施工時(shí)必須采取相應(yīng)措施，如設(shè)置應(yīng)急時(shí)使用的安全繩和活動(dòng)軟梯；井內(nèi)人員必須乘專(zhuān)用吊籠上下；孔內(nèi)提升設(shè)備必須經(jīng)常性檢修維護(hù)；當(dāng)孔深大于5m以上時(shí)，采用鼓風(fēng)機(jī)向孔下通風(fēng)等。10鋼筋籠及鋼管柱吊裝按照編寫(xiě)的專(zhuān)項(xiàng)吊裝方案施工，堅(jiān)持“十不吊”原則。11鋼管柱定位人員施工時(shí)，須配足安全措施方可作業(yè)。同時(shí)，配備對(duì)講機(jī)，便于定位人