盖挖逆作法大直径钢管柱定位施工方法研究

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摘要:盖挖逆作法施工地下车站时，结构柱要先施工，其定位准确与否，直接影响整个结构的工程质量。本文结合广深港客运专线福田站钢管结构柱的施工，对盖挖逆作法大直径钢管柱定位施工的方法及技术控制等进行了深入的探讨。

关键词：盖挖逆作； 钢管柱； 定位方法

中图分类号：U443文献标识码： A

1、工程概况

广深港客运专线福田站位于深圳市福田区市民中心广场西侧益田路与深南大道交叉处、益田路下方，为地下三层客运车站。为保证结构抗浮要求，基底设抗拔桩与结构底板、底纵梁及结构柱连接。结构柱采用直径1.6m钢管结构柱，柱底部为扩大承台，柱下为2.8m抗拔桩，桩长为21-38m(从底板底部起算，空桩约32m)不等，柱内灌注C60混凝土。因结构柱施工工序复杂，精度要求高，施工难度较大。

2、工程地质及水文

结构柱主要穿越地层包括：人工填土层（Q4ml）、冲洪积砂层（Q4al+pl）、残积粘性土层（Qel）、全风化花岗岩、强风化花岗岩、弱风化花岗岩。

地下水主要分为上层滞水、冲洪积层孔隙水、基岩裂隙水，对结构柱影响较大的为冲洪积层孔隙水，地下水对钢结构具弱腐蚀性，对混凝土结构具中等腐蚀性。

3、结构柱定位施工工艺

本站施工段四采用盖挖逆作法施工，结构柱要先施工，结构柱的定位施工为关键工序，定位准确与否，直接关乎整个结构的工程质量与安全。

3.1施工工艺流程

清除钢护筒内泥浆、施工准备及测量放线、安装下定位器浇筑混凝土、吊装管柱入孔、上定位器、浇注钢管柱混凝土、混凝土养护、回填中粗砂。

1）柱下桩砼灌注完成终凝后将护筒内泥浆抽干，凿除定位器设计标高以上的砼。

2）放出桩中心十字线进行下定位器安装，浇注承台混凝土至定位器位置。

3）待固定定位器混凝土达到一定强度后将整体制作的钢管柱吊装入孔，底部采用定位器定位，顶部采用花篮螺栓微调，保证上下均符合设计定位要求。

4）定位完成后进行加固，浇筑孔内砼至设计标高，结构柱外侧回填中粗砂。

3.2下定位器安装前的准备工作

桩基施工完成后，在混凝土初凝而未终凝前使用泥浆泵将桩孔内的护壁泥浆抽走，最后人工凿除－6.407以上混凝土。彻底凿除浮浆，保持砼面新鲜并达到设计强度，而后安装承台钢筋网及二次浇筑混凝土。

下定位器呈十字锥形（见图2），主要包括锥型引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度，限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高。定位器的制作质量必须严格控制，并保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。

图2 下定位器安装大样图

3.3 下定位器的安装

结构柱下桩浇注混凝土时一次浇注到相对标高（相对站台装修标高）－5.407m位置，桩身浇注后及时抽干泥浆，破除混凝土到设计标高－6.407m，安装下定位器，混凝土浇注顺序及定位器安装详见图3

图3 下定位器安装详图

定位器的安装主要包括两个方面的工作：第一，将定位器水平板面标高调整到设计钢管柱底标高；第二，将定位器中心与设计钢管柱中心对中。

3.4 下定位器浇注二次混凝土

预埋柱底承台钢筋和定位器底板安装完毕后，开始进行二次混凝土浇注，二次浇注混凝土采用与承台同标号，为防止渗水影响二次混凝土浇注质量及定位的精度，采取下列措施：

①加大钢护筒伸入抗拔桩长度，加紧工序衔接，积极采取措施缩短钢护筒安装到混凝土灌注之间的时间，尽量减少钢护筒内侧泥皮附着层厚度，缩小空隙，达到减小渗水量的目的。

②渗水量较大较集中的点，采取高压灌注水泥水玻璃混合浆液、“堵漏灵”等方式处理。

③对于特别严重的渗漏水桩顶，用棉纱堵塞漏水点后在护筒周围进行旋喷桩注浆止水。

3.5 结构钢管柱及上定位器安装

待二次浇注混凝土达到强度后对下定位器进行校核，对位置进行调整后开始进行钢管柱安装。钢管柱上口固定支架需设置工作台（工作台混凝土在钢管柱安装之前先行浇筑），在工作台上使用型钢焊接支架，支架通过预埋螺栓固定在工作台上，支架中间设花篮螺栓，用来固定钢管柱上口，调节上定位精度。

3.6 浇注钢管柱混凝土

浇注前对二次浇注混凝土面进行清洗及湿润处理，以保障混凝土面的新鲜和良好结合。为保证混凝土浇注质量及定位精度，浇注时严格控制混凝土坍落度，利用串筒进行浇注，为防止混凝土离析，混凝土自由下落高度不大于2m。开始灌注时，孔底不得有积水。混凝土浇注时利用高频振动器进行振捣密实，孔内的混凝土应一次连续浇筑完毕，浇注达到设计柱顶标高后超浇10cm，以保证混凝土钢管柱的强度，待达到强度后凿除。

3.7 管外填砂

钢管柱内混凝土灌注完成后，钢管柱外皮与钢护筒有500mm的间隙，需进行填砂处理，要四周均匀回填，防止结构柱偏压影响上定位精度，同时采用水沉的方法，保证回填的密实度。在结构楼板位置浇注固定钢管柱混凝土，以保证在开挖施工过程中不对钢管柱产生影响。

4、结束语

广深港客运专线福田站整体结构现已全部完工，经实际测量，结构柱中心定位误差

1)严格控制下定位器的加工误差，是控制结构柱定位的关键。

2)严格控制上下定位器的对中误差，是控制结构柱垂直度的关键。

3)每次混凝土浇筑都应编制详细方案，并仔细核对落实，否则定位精度难以保证。

4)柱间填沙及楼板交接处浇筑混凝土时，一定要控制填料速度，分层填密实，随填随测，避免柱口上定位误差。

参考文献

[1]桩基工程手册（桩和桩基础手册）史佩栋 主编

[2]《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）

[3]JGJ/T 10混凝土泵送施工技术规程

[4]GB/T 50107混凝土强度检验评定标准

[5]盖挖逆作地下结构中间桩柱施工技术 董朝文