深基坑工程講義二一

天津西站交通樞紐配套市政公用工程土建施工一標段鋼管柱樁施工匯報中國建筑第八工程局有限公司天津西站交通樞紐工程一標段項目經(jīng)理部2009年10月16日

匯報內(nèi)容一、工程概況二、中間樁柱施工方案一、工程概況

天津西站交通樞紐配套市政公用工程一標段，地鐵4號線A區(qū)內(nèi)國鐵范圍內(nèi)有3棵帶有直徑1.2m結(jié)構(gòu)柱的中間樁，結(jié)構(gòu)柱采用直徑1.2m鋼管混凝土柱，鋼管柱要求采用Q345，鋼管柱錨入底部直徑2200的灌注樁2.5米。鋼管柱設(shè)計要求較高，立柱中心線與樁中心線<5mm，立柱垂直度偏差<H/1000,且<15mm。三、中間樁柱施工方案整體方案思路：“一次成孔，兩次吊放，上下定位，四次澆注”。即中間樁柱施工采用旋挖鉆機正常成孔后，首先吊放下節(jié)鋼套管與樁基鋼筋籠焊接連接體并在孔口固定，然后吊放上節(jié)鋼套管與伸出鋼筋籠的下節(jié)鋼套管法蘭連接，整體吊放到位后，首次澆注混凝土至鋼管柱底端插入設(shè)計位置上1.5m，抽漿下人，鑿出超灌混凝土，安裝固定下部自動定位器，二次澆注混凝土至自動定位器底面標高，吊放鋼管柱至自動定位器上，上端螺桿定位調(diào)節(jié)并固定，三次澆注混凝土至樁頂設(shè)計標高，最后灌注鋼管柱內(nèi)混凝土至設(shè)計位置。2.1方案思路三、中間樁柱施工方案1、支撐鋼套管總長度為30m左右，高出地面約600mm，分兩節(jié)吊放安裝。下節(jié)管長5.5m，與鋼筋籠焊接，在1.5m處側(cè)壁對稱焊接一對吊耳，用于下放鋼套管及與上節(jié)管連接時插杠固定。下節(jié)與上節(jié)管通過外法蘭M22高強螺栓加橡膠墊連接和止水。2、支撐鋼套管設(shè)計尺寸：內(nèi)徑φ2100mm、t=16mm、Q235鋼鋼板卷制而成，并在鋼護筒內(nèi)側(cè)焊接加強肋板,（下節(jié)不設(shè)加強肋板，肋板間距3.0m，肋板高40mm、采用16mm厚鋼板加工）。3、支撐鋼套管分兩節(jié)：第一節(jié)：5.5m；第二節(jié)分別長24.797m（M軸）、24.818m（L軸）、26.639m（1/L軸）。2.2支撐鋼套管設(shè)計說明三、中間樁柱施工方案1、自動定位器的原理及作用中間立柱鋼管柱采用上下兩端定位法固定，其下端定位依賴自動定位器，上端用可調(diào)式螺栓定位。自動定位器是一種預(yù)先加工的裝置，固定時采用可調(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。同時進行水平方向、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)計及施工規(guī)范后，將自動定位器和鋼套筒、定位器鋼筋錨筋焊接形成整體。定位器灌注混凝土為C50早強混凝土，灌注標高至鋼管柱底標高，采用導管運至孔內(nèi)，在孔底進行人工搗實抹平。其構(gòu)造特點決定了可實現(xiàn)對中間立柱的引渡、限定、精確定位的功能。2.3自動定位器設(shè)計說明三、中間樁柱施工方案自動定位器呈十字錐形，由20mm鋼板組焊而成，然后由車床整體加工，精確的加工保證其中心位置誤差在3mm以內(nèi)，固定邊與水平面所成的直角誤差在1‰以內(nèi)。其錐底寬度比鋼管內(nèi)徑小6mm。其主要構(gòu)件包括錐形引渡板、定位十字板、環(huán)形錨固腳及定位鐵件等構(gòu)件。2.3自動定位器設(shè)計說明2.4中間樁柱鋼筋籠、鋼管柱、定位器及其他預(yù)埋件相對關(guān)系總體關(guān)系鉆孔樁、上端定位器、鋼管柱相對關(guān)系

上下節(jié)外法蘭連接示意圖孔樁、鋼管柱、鋼護筒、定位器相對關(guān)系

三、中間樁柱施工方案測量定位→安放常規(guī)護筒→旋挖機鉆孔→成孔→下鋼筋籠（帶有下部支撐護筒）→吊放上節(jié)鋼套管與伸出鋼筋籠的下節(jié)鋼套管法蘭連接→鋼筋籠和鋼套管整體吊放到位→首次澆注混凝土至鋼管柱底端→混凝土凝固→抽干孔內(nèi)泥漿→安放輸氣管、電纜線等→人工下孔→人工剔鑿清理樁頭至鋼柱底標高下500→吊放安裝自動定位器→二次澆注混凝土至自動定位器底面標高→吊放鋼管柱至自動定位器上→人工下空通過上端螺桿定位調(diào)節(jié)校正鋼管柱位置和垂直度并與支撐鋼護筒固定牢固→三次澆注混凝土至樁頂設(shè)計標高→最后灌注鋼管柱內(nèi)混凝土至設(shè)計位置→空灌部分填灌石硝密實→施作樁頂封口鋼筋混凝土蓋板2.5中間樁柱施工工藝流程三、中間樁柱施工方案1、施工準備2、測量放線3、成孔（1）采用旋挖鉆機成孔，泥漿護壁，制備泥漿的性能指標必須符合規(guī)范的要求，施工期間護筒泥漿面高于地下水位1.0m。（2）樁徑偏差不超過50mm，樁身垂直度小于1/150樁長，孔底沉碴厚度不大于100mm。4、清底：終孔停鉆后和混凝土灌注之前各進行一次沉渣處理。

5、制備及吊放樁基礎(chǔ)鋼筋籠：按設(shè)計及規(guī)范要求綁扎鋼筋籠，鋼筋籠入槽前，沉渣厚度符合設(shè)計要求，要保證籠頂標高及鋼筋籠的垂直度。2.6中間柱施工方法三、中間樁柱施工方案1、制備及吊放鋼套管，與樁基鋼筋籠連接鋼套管的作用是為安裝自動定位器。上、下兩節(jié)間內(nèi)采用外法蘭螺栓加橡膠墊聯(lián)結(jié)。在上節(jié)鋼套管頂部內(nèi)側(cè)，兩個相互垂直的方向各焊接兩段15cm長φ6鋼筋段，鋼筋段與鋼套管縱軸線平行，便于檢測鋼套管的垂直度。上節(jié)護筒內(nèi)下孔前設(shè)置爬梯。其直徑、管口圓度、端面對管軸的垂直度等檢測項目的偏差均要滿足規(guī)范要求。接口處結(jié)合緊密，具備良好的水密性，以阻斷地下水及泥漿的滲入。管節(jié)間接拆卸方便，便于上下管間的分離。吊放鋼套管前，用吊車配合人工將上、下節(jié)鋼套管聯(lián)結(jié)好，進行相應(yīng)質(zhì)量檢測，符合設(shè)計及規(guī)范要求后，可吊放鋼套管。2.7鋼管柱安裝三、中間樁柱施工方案下放鋼套管及鋼筋籠前，在孔口預(yù)先置放安裝平臺，控制鋼套管的下放標高，又可固定鋼筋籠和鋼套管。安裝平臺面標高在鋼筋籠及鋼套φ1200鋼管柱安裝平臺示意圖如右圖：2.7鋼管柱安裝φ1200鋼管柱安裝平臺示意圖三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝管下放、安裝前進行測定，以控制鋼套管安裝標高。（1）用250t、100t兩臺履帶吊車將下節(jié)鋼套管吊放入槽，并臨時使其上端置于預(yù)先設(shè)置好的槽鋼架間；（2）人工將上、下節(jié)鋼套管連接起來，保證防水要求后，繼續(xù)下放鋼筋籠到設(shè)計標高；（3）通過兩個方向的定位點拉十字線找出樁心位置；（4）用靠尺放在鋼套管內(nèi)預(yù)先焊好的鋼筋段上檢測鋼套管垂直度；（5）在鋼套管頂部法蘭盤位置設(shè)置4根可調(diào)式螺栓絲杠，調(diào)整鋼套管的中心位置及垂直度；（6）待鋼套管中心與樁心重合，鋼套管垂直度滿足要求后，用鐵楔子將鋼套管與槽鋼架之間空隙塞緊、焊實，固定鋼套管，防止在混凝土澆筑過程中，鋼套管發(fā)生移位或傾斜現(xiàn)象。鋼套管的中心位置偏差≯2cm，垂直度偏差≯5cm。三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝2、首次灌注柱基混凝土至預(yù)定位置

中間立柱鋼管結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)為C30鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，其設(shè)計樁徑為2.2m，鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)底下入土長度有45.0m，第一次灌注鉆孔樁基礎(chǔ)混凝土至鋼管柱底標高以下0.50m，施工中該位置超灌0.5m。鉆孔灌注樁混凝土采用導管法灌注。首次灌注柱基混凝土的目的之一為用樁基混凝土固定封閉鋼套管下端，使鋼套管下端牢固固定，并使管內(nèi)泥漿與管外泥漿隔離。

三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝3、抽排泥漿，對樁底進行注漿柱基混凝土澆筑12小時，鋼套管內(nèi)的泥漿采用潛水泥漿泵抽排，潛水泥漿泵揚程為50m。底部潛水泵無法抽出部分泥漿需人工排除。每根樁設(shè)置注漿管，注漿材料為純水泥漿，注漿量和注漿壓力結(jié)合靜載試驗確定。三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝4、柱基混凝土表面鑿除在樁口搭設(shè)小型臨時龍門架，用電動葫蘆進行垂直運輸，將施工人員、機具吊運至護筒底，用風鎬鑿除柱基表層混凝土至自動定位器的定位十字板底位置?；炷凌彸嗷炷炼燃s為50cm。鑿除過程中嚴格控制鑿除層底標高，嚴禁鑿除深度超出預(yù)定位置，鑿下的混凝土塊用鋼套管內(nèi)的0.1m3出土斗，垂直提升至地面，施工中注意向套管內(nèi)輸送新鮮空氣，改善作業(yè)環(huán)境。主要配套設(shè)置：配備一臺送風機、一臺排風機向井下進行換風，風量500m3/h；配有一個活動吊掛鋼爬梯，分三節(jié)連接掛于套筒的壁上。三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝5、安裝自動定位器，進行第二次錨固混凝土的澆筑（1）自動定位器的原理及作用中間立柱鋼管柱采用上下兩端定位法固定，其下端定位主要依賴于自動定位器，上端用可調(diào)式螺栓定位。自動定位器是一種預(yù)先加工的裝置，固定時采用可調(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。同時進行水平方向、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)計及施工規(guī)范后，將自動定位器和鋼套筒、定位器鋼筋錨筋焊接形成整體。定位器灌注混凝土為C50早強混凝土，灌注標高至鋼管柱底標高，采用導管運至孔內(nèi)，在孔底進行人工搗實抹平。其構(gòu)造特點決定了可實現(xiàn)對中間立柱的引渡、限定、精確定位的功能。三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝（2）自動定位器的設(shè)計自動定位器一般呈十字錐形，中心位置誤差在3mm以內(nèi)，固定邊與水平面所成的直角誤差在1‰以內(nèi)。其錐底寬度比鋼管內(nèi)徑小6mm。主要構(gòu)件包括錐形引渡板、定位十字板、環(huán)形錨固腳及定位鐵件等，其中錐形引渡板、定位十字板實現(xiàn)對鋼管柱的引渡功能，并限定鋼管柱的水平位移；環(huán)形錨固腳承托鋼管柱，并控制鋼管柱的水平位置及標高，錨固于圓形鋼筋混凝土樁內(nèi)，防止自動定位器變形、移位；定位鐵件承托上部構(gòu)件，提供準確的空間位置。要嚴格控制定位器的制作質(zhì)量，以保證滿足精度要求。自動定位器設(shè)計平面、立面示意圖三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝（3）自動定位器的安裝及第二次混凝土澆筑

A鋼結(jié)構(gòu)柱、自動定位器安裝定位工藝流程①定位器安裝定位校核定位器標高及樁心位置灌注C50細石早強砼錨固定位器在地面將定位器預(yù)埋安裝腳焊接于下節(jié)鋼套管管壁設(shè)計位置上下放鋼套管并將其下端錨固于樁基砼中砼內(nèi)，并嚴格控制其標高抽排鋼套管內(nèi)泥漿鉆除鋼套管內(nèi)樁頂浮漿由井口將標高控制點投測于鋼套管管壁上，將樁心投測于樁基表面根據(jù)實測樁心位置在地面修整十字板四肢下人進入鋼套管，在定位器預(yù)埋安裝腳上焊接定位器連接板將定位器吊入鋼套管內(nèi)安裝就位，用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其標高，推移定位器調(diào)節(jié)其樁心緊固定位器調(diào)節(jié)螺栓不合格合格鋼管柱、定位器安裝工藝流程圖三、中間樁柱施工方案2.7鋼管柱安裝B中間樁柱的地面定位采用全站儀整體測設(shè)中間樁柱設(shè)計平面位置，并在護筒施工區(qū)域外十字軸線方向上做護樁，確保樁心位置，并有利于樁心的恢復(fù)。C鋼結(jié)構(gòu)柱底標高的測設(shè)采用水準儀及30m鋼尺（有尺長改正）相結(jié)合，測設(shè)鋼結(jié)構(gòu)柱底標高。為便于鋼套管內(nèi)定位器的安裝，將柱底標高上返50cm。使用鋼尺直接傳遞標高時，變動鋼尺三次，直至正確無誤后在鋼套管壁十字軸線方向?qū)?yīng)做4個點，以此作為定位器安裝標高控制點。

三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝D定位三器的三樁心三測設(shè)從地三面用三垂球三將樁三心引三測至三鋼套三管內(nèi)三樁基三面上三，標三定定三位器三的中三心位三置，三以此三指導三定位三器的三初定三位安三裝。三其后三將1/三20萬的三投點三儀通三過全三站儀三直接三置于三地面三樁心三位置三，將三樁心三直接三投測三于定三位器三中心三，指三揮定三位器三精確三定位三，直三至安三裝完三畢。為避三免投三點儀三投點三視鏡三不鉛三垂誤三差，三每次三投點三時變?nèi)齻€方三向，三如點三位均三落于三同一三點時三，即三是樁三心。三否則三會產(chǎn)三生三三個方三向點A、B、C并組三成一三個三三角形三，此三時，三取三三角形三的中三心點三為樁三心。E柱體三吊裝三就位三測量三控制通過三兩臺三經(jīng)緯三儀，三分別三置于三軸線三的護三樁上三，隨三時用三相交三點，三指揮三柱體三的吊三裝，三直至三其標三高垂三直度三無誤三后完三成吊三裝。三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝（2）第三二次三澆注三樁基三混凝三土至三預(yù)定三位置三并錨三固①錨三固混三凝土為縮三短施三工周三期，三保證三定位三器牢三固地三錨固三于樁三基砼三中，三并在三鋼管三柱吊三裝過三程中三不發(fā)三生變?nèi)我迫?，三采用三商品C5三0早強三細石三砼錨三固定三位器三，其2h強度三可達三到20三Mp三a。②主三要施三工工三藝并從三井口三用料三斗裝三砼吊三入樁三底，三人工三澆筑三、振三搗，三澆筑三過程三中確三保定三位器三下砼三密實三飽滿三。澆三筑完三畢，三用抹三布抹三去定三位器三上砼三殘渣三，以三免影三響定三位精三度?；炷翝踩耆吳胰K凝三后，三灑水三養(yǎng)護三，至2h左右三后混三凝土三強度三達到C2三0時即三可吊三裝鋼三管柱三。三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝6、鋼三管柱三的吊三放安三裝定三位鋼三管柱三頂部三固定三示意三圖鋼三管柱（1）待三定位三器錨三固混三凝土三達到三設(shè)計三強度三，用三履帶三起重三機采三用兩三點起三吊法三吊裝三鋼管三柱，三一次三整體三吊放三入槽三，中三間不三接駁。（2）在三柱頂三對稱三焊接三設(shè)置三一對三吊耳三，同三時在三吊耳三側(cè)加三焊肋三板，三以確三保柱三體處三于最三不利三位置三時，三吊耳三不發(fā)三生側(cè)三翻破三壞現(xiàn)三象。（3）用25三0t履帶三吊車三吊機三采用三兩點三起吊三法吊三裝鋼三管柱三，將三柱體三垂直三放入三孔中三，鋼三管柱三底部三可直三接嵌三入定三位器三，鋼三管柱三可在三其底三部加三焊定三位短三管嵌三入定三位器三，其三管端三穩(wěn)固三座落三于定三位器三十字三定位三板上三，通三過標三高測三定柱三底與三定位三器的三吻合三程度三。鋼管柱頂部固定示意圖鋼管柱三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝（4）通三過設(shè)三置在三鋼套三管與三柱體三之間三的4只花三籃螺三栓進三行柱三體上三端定三位，三對柱三體位三置進三行微三調(diào)。三精確三校正三鋼管三柱頂三標高三、縱三軸線三位置三、垂三直度三后下三放。三用槽三鋼將三柱體三與工三作鋼三套管三焊接三牢固三。鋼三管柱三下端三平面三位置三、標三高、三垂直三度由三定位三器確三定，三鋼管三柱上三端空三間位三置校三定后三，即三可認三為柱三頂與三柱底三在垂三直方三向投三影重三合，三鋼管三柱位三置已三精確三定位三。（5）柱三頂鋼三筋籠三在吊三放前三在地三面與三柱體三焊接三在一三起整三體吊三裝。鋼管柱頂部固定示意圖鋼管柱三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝7、三第三三次灌三注柱三基杯三口混三凝土三至設(shè)三計位三置杯口三砼亦三可采三用C5三0早強三細石三砼，三以縮三短施三工周三期。三采用三直升三導管三法澆三筑，三用專三用導三管灌三注柱三基杯三口混三凝土三，導三管內(nèi)三徑8c三m，混三凝土三的灌三注連三續(xù)進三行，三澆筑三時注三意環(huán)三向撒三布混三凝土三，通三過測三算混三凝土三澆筑三量及三測繩三測量三控制三混凝三土澆三筑面三標高三，為三確保三基礎(chǔ)三混凝三土質(zhì)三量，三樁頂三混凝三土灌三注面三高于三主體三結(jié)構(gòu)三底板三底面50三cm，待三施作三主體三結(jié)構(gòu)三底板三時，三將超三灌部三分混三凝土三鑿除三。三、三中間三樁柱三施工三方案2．7鋼管三柱安三裝8、三第四三次灌三注鋼三管柱三內(nèi)混三凝土1)鋼管三內(nèi)混三凝土三施工三說明鋼管三柱內(nèi)三混凝三土采三用自三密實三混凝三土，三用導三管輸三入法三進行三拋落三澆注三?；烊寥淙葹?4三0m三m+三20三mm，擴三展度三為60三0m三m±三50三mm。2)主要三施工三工藝⑴、三鑒于三鋼管三內(nèi)砼三強度三較高三，為三避免三施工三冷縫三的出三現(xiàn)，三砼灌三注必三須連三續(xù)進三行，三須進三行嚴三密周三詳?shù)娜┕とM織三。⑵、三鋼管三柱澆三灌前三，先三在底三部澆三灌一三層厚10三~2三0c三m厚的三與核三心砼三強度三等級三相同三的水三泥砂三漿、三以免三初灌三砼落三下時三粗骨三料產(chǎn)三生彈三跳現(xiàn)三象。三、三中間三樁柱三施工三方案2.三7鋼管三柱安三裝⑶、三灌注三時，三在地三面將三一個三帶閥三門的