论文部分内容阅读
摘要：在当前地铁工程的施工工艺中，盖挖逆作法因对周边环境的影响较小，应用范围非常广泛，但在进行大重量钢管柱的施工时，因受到外界因素的影响，钢管柱的插入精度会产生不同程度的偏差，由此会对地铁工程的整体施工质量产生影响。基于此，本文以一地下拥有三层结构的地铁工程为例，对地铁施工过程中大重量钢管柱的精度控制方式展开研究与论述，旨在为相关人员提供参考。
0 引言
近年来，我国大力发展轨道交通，各城市中传统铁路、地铁、轻轨和有轨电车的建设水平不断提升，极大程度地提高了城市的交通吞吐量，为城市经济的发展提供了必要的硬件设施支持。其中地铁工程比其他轨道交通工程的施工规模更大、施工风险更高，且施工中会涉及多个主体，对周边环境的影响大，对施工的专业度要求更高。钢管柱是地铁工程中起到主要竖向支撑作用的受力部件，钢管柱的强度、刚度和安装的稳定性会对地铁工程的施工质量产生直接的影响，但是由于我国地质条件多样性强，施工过程中可能会遇到因地下水位过高或其他情况而影响钢管柱底部的下放质量，控制大重量钢管柱的施工精度，已经成为备受相关技术人员关注的重要难题。
1 工程概况
本文选用工程案例为深圳市黄木岗综合交通枢纽工程，本工程坐落于笋岗西路、泥岗西路、华富路、华强北路五叉路口，北至体育中心西门、南至海馨苑、西至中心公园、东至体育中心南门。为既有7号线、新建14号线以及规划24号线三线换乘枢纽。14号线沿华富路和泥岗西路地下敷设，为地下三层叠侧车站，与既有7号线同台换乘;规划24号线沿笋岗西路地下敷设，为地下四层车站，与7、14号线形成节点换乘。
盖板区钢管柱共33根，其中5根临时钢管柱，28根永久钢管柱，钢管柱长29.98～43.47m，共分为4种直径，分别为φ1000、φ1200、φ1400、φ1600。永久钢管柱内浇灌C60自密实混凝土，临时钢管桩内浇筑C35微膨胀混凝土。立柱桩采用钻孔灌注桩，直径均为φ2500，主筋保护层厚度70mm，桩长8.5～24.25m，浇筑C35水下混凝土，抗渗等级P10，钢筋采用HPB300、HRB400。工程围护结构平面布置及桩柱平面布置如图1和图2所示：
2 大重量钢管柱精度控制技术
2.1 工艺原理和操作流程
通过旋挖钻与全套管成孔施工技术配合的方式对钢管柱下放精度进行控制，能有效提高槽壁的稳定性，降低钢管柱下放过程中泥浆扰动对其精度产生的影响，提高对施工风险的有效控。旋挖钻钻孔时，通过预埋在套管上的传感器对孔位轴线和垂直度偏差;钢管柱采用全回转钻机进行安装，通过在全套管全回转钻机安装定位法兰进行垂直度控制，确保钢管柱垂直下放，且无偏离轴线的平面扭转，为后续开挖后对接各层型钢梁提供有利条件。施工过程中采用多点起吊，控制超大型钢管柱起吊过程中的弯曲变形。针对钢管柱垂直度不满足要求的情况，及时采用全回转对钢管柱旋转进行纠偏，保证钢管柱垂直度的同时减缓混凝土凝固的现象。
大重量钢管精度控制技术的应用流程如图3所示。
2.2 操作要点
①埋设钢护筒。护筒选用以卷制方式焊接制成的钢材质护筒，内径大于桩径20㎝，高度结合桩位地质情况进行相应的调整[1]。本工程施工中，在经过围护桩分段试桩后，最终确定埋设的钢护筒都为长护筒。溢浆孔开设在护筒深处地面位置，根据实际需求确定开孔数量，并将排浆口与泥浆口连接。护筒的埋设采用振动锤锤击，先平整场地，然后焊接钢护筒，护筒的焊接质量须达到密封性标准，护筒安装后需用黏土填充与坑壁之间的缝隙，最后用十字护桩复核护筒的安装位置，确保安装后的护筒平面偏差在50㎜以内，数值倾斜度小于1/200.
②钻孔。钻孔前需确认钻头对准桩位，最大化减小钻孔误差，完成钻孔的孔壁应圆顺、竖直、坚实[2]。整个钻进过程中需保持孔内泥浆始终高于地下水位1m，并低于护筒顶0.3m，结束后需立即向孔内补充泥浆，使孔内水位高度、泥浆比重和黏度保持稳定状态。
③清孔。当钻孔深度和钻孔质量达到设定要求后，在现场监理人员批准后，即可进行清孔工作，清孔设备选用抽渣筒，清孔至泥浆中无大于2㎜的明显颗粒后，转用换浆法继续清孔。在抽吸渣土和清理泥浆的过程中，应注意始终保持向孔内注水或注泥浆，保持内部水位处于稳定状态，避免钻孔塌陷。清孔最终效果应使孔内沉淀的泥浆厚度满足技术规范要求，才能进行钢筋金龙的安装施工。
④钢筋笼加工与吊装。钢筋笼采用集中预制方式，用点焊的方式进行主筋和加强筋的焊接，螺旋筋与主筋相连，每隔一根主筋焊接一根螺旋筋[3]。采用定位钢筋对钢筋笼外侧保护层厚度进行控制，安装竖向间距为5m，环向最少安装数量为4处。钢筋主筋设计采用螺纹钢，所有主筋在加工过程中都用机械进行连接，在安装过程中用电弧焊下放安装，单面焊接焊缝需大于10d。
钢筋笼吊装设備采用25T汽车，钢筋笼在运输和吊装过程中应做好必要的保护措施，下放过程需注意慢放轻放，避免磕碰造成损坏，还应在就位后进行固定，避免灌浇混凝土浆液时出现上浮现象[4]。
⑤孔内钢管柱基础砼浇筑。由于钢管柱的下放时间较长，常规混凝土的凝结时间早于钢管柱的下放时间，会影响钢管柱的下放质量[5]。因此，工程中采用48小时超缓凝C35.P10水下混凝土。浇筑标高采用混凝土面检测仪和人工控制配合方式，钢管柱下放后采用超声波检测其下放垂直度，且因钢管柱需下放至桩基础以下，需预算计算混凝土插入后桩顶的上浮量。
⑥钢管柱吊装和定位安装。吊装设备采用2台履带吊，保证下放过程慢放轻放，避免磕碰[6]。
3 结语：
本文以实际工程为例，对地铁工程施工中钢管柱的精度控制技术和施工要点进行论述，希望能为工程技术人员提供参考，促进我国地铁建设事业的发展。
参考文献
[1] 蔡广福， 林佳铭， 陈怡倩. 地下结构柱兼做钢管支撑立柱施工技术研究[J]. 江苏建材， 2019（A02）：23-26.
[2] 孙春娥， 李晓璐， 孟丽娟. 一体化施工中钢立柱高精度调垂定位技术研究[J]. 探索科学， 2019， 000（003）：266.
铁科院（北京）工程咨询有限公司深圳分公司 深圳市 518000
0 引言
近年来，我国大力发展轨道交通，各城市中传统铁路、地铁、轻轨和有轨电车的建设水平不断提升，极大程度地提高了城市的交通吞吐量，为城市经济的发展提供了必要的硬件设施支持。其中地铁工程比其他轨道交通工程的施工规模更大、施工风险更高，且施工中会涉及多个主体，对周边环境的影响大，对施工的专业度要求更高。钢管柱是地铁工程中起到主要竖向支撑作用的受力部件，钢管柱的强度、刚度和安装的稳定性会对地铁工程的施工质量产生直接的影响，但是由于我国地质条件多样性强，施工过程中可能会遇到因地下水位过高或其他情况而影响钢管柱底部的下放质量，控制大重量钢管柱的施工精度，已经成为备受相关技术人员关注的重要难题。
1 工程概况
本文选用工程案例为深圳市黄木岗综合交通枢纽工程，本工程坐落于笋岗西路、泥岗西路、华富路、华强北路五叉路口，北至体育中心西门、南至海馨苑、西至中心公园、东至体育中心南门。为既有7号线、新建14号线以及规划24号线三线换乘枢纽。14号线沿华富路和泥岗西路地下敷设，为地下三层叠侧车站，与既有7号线同台换乘;规划24号线沿笋岗西路地下敷设，为地下四层车站，与7、14号线形成节点换乘。
盖板区钢管柱共33根，其中5根临时钢管柱，28根永久钢管柱，钢管柱长29.98～43.47m，共分为4种直径，分别为φ1000、φ1200、φ1400、φ1600。永久钢管柱内浇灌C60自密实混凝土，临时钢管桩内浇筑C35微膨胀混凝土。立柱桩采用钻孔灌注桩，直径均为φ2500，主筋保护层厚度70mm，桩长8.5～24.25m，浇筑C35水下混凝土，抗渗等级P10，钢筋采用HPB300、HRB400。工程围护结构平面布置及桩柱平面布置如图1和图2所示：
2 大重量钢管柱精度控制技术
2.1 工艺原理和操作流程
通过旋挖钻与全套管成孔施工技术配合的方式对钢管柱下放精度进行控制，能有效提高槽壁的稳定性，降低钢管柱下放过程中泥浆扰动对其精度产生的影响，提高对施工风险的有效控。旋挖钻钻孔时，通过预埋在套管上的传感器对孔位轴线和垂直度偏差;钢管柱采用全回转钻机进行安装，通过在全套管全回转钻机安装定位法兰进行垂直度控制，确保钢管柱垂直下放，且无偏离轴线的平面扭转，为后续开挖后对接各层型钢梁提供有利条件。施工过程中采用多点起吊，控制超大型钢管柱起吊过程中的弯曲变形。针对钢管柱垂直度不满足要求的情况，及时采用全回转对钢管柱旋转进行纠偏，保证钢管柱垂直度的同时减缓混凝土凝固的现象。
大重量钢管精度控制技术的应用流程如图3所示。
2.2 操作要点
①埋设钢护筒。护筒选用以卷制方式焊接制成的钢材质护筒，内径大于桩径20㎝，高度结合桩位地质情况进行相应的调整[1]。本工程施工中，在经过围护桩分段试桩后，最终确定埋设的钢护筒都为长护筒。溢浆孔开设在护筒深处地面位置，根据实际需求确定开孔数量，并将排浆口与泥浆口连接。护筒的埋设采用振动锤锤击，先平整场地，然后焊接钢护筒，护筒的焊接质量须达到密封性标准，护筒安装后需用黏土填充与坑壁之间的缝隙，最后用十字护桩复核护筒的安装位置，确保安装后的护筒平面偏差在50㎜以内，数值倾斜度小于1/200.
②钻孔。钻孔前需确认钻头对准桩位，最大化减小钻孔误差，完成钻孔的孔壁应圆顺、竖直、坚实[2]。整个钻进过程中需保持孔内泥浆始终高于地下水位1m，并低于护筒顶0.3m，结束后需立即向孔内补充泥浆，使孔内水位高度、泥浆比重和黏度保持稳定状态。
③清孔。当钻孔深度和钻孔质量达到设定要求后，在现场监理人员批准后，即可进行清孔工作，清孔设备选用抽渣筒，清孔至泥浆中无大于2㎜的明显颗粒后，转用换浆法继续清孔。在抽吸渣土和清理泥浆的过程中，应注意始终保持向孔内注水或注泥浆，保持内部水位处于稳定状态，避免钻孔塌陷。清孔最终效果应使孔内沉淀的泥浆厚度满足技术规范要求，才能进行钢筋金龙的安装施工。
④钢筋笼加工与吊装。钢筋笼采用集中预制方式，用点焊的方式进行主筋和加强筋的焊接，螺旋筋与主筋相连，每隔一根主筋焊接一根螺旋筋[3]。采用定位钢筋对钢筋笼外侧保护层厚度进行控制，安装竖向间距为5m，环向最少安装数量为4处。钢筋主筋设计采用螺纹钢，所有主筋在加工过程中都用机械进行连接，在安装过程中用电弧焊下放安装，单面焊接焊缝需大于10d。
钢筋笼吊装设備采用25T汽车，钢筋笼在运输和吊装过程中应做好必要的保护措施，下放过程需注意慢放轻放，避免磕碰造成损坏，还应在就位后进行固定，避免灌浇混凝土浆液时出现上浮现象[4]。
⑤孔内钢管柱基础砼浇筑。由于钢管柱的下放时间较长，常规混凝土的凝结时间早于钢管柱的下放时间，会影响钢管柱的下放质量[5]。因此，工程中采用48小时超缓凝C35.P10水下混凝土。浇筑标高采用混凝土面检测仪和人工控制配合方式，钢管柱下放后采用超声波检测其下放垂直度，且因钢管柱需下放至桩基础以下，需预算计算混凝土插入后桩顶的上浮量。
⑥钢管柱吊装和定位安装。吊装设备采用2台履带吊，保证下放过程慢放轻放，避免磕碰[6]。
3 结语：
本文以实际工程为例，对地铁工程施工中钢管柱的精度控制技术和施工要点进行论述，希望能为工程技术人员提供参考，促进我国地铁建设事业的发展。
参考文献
[1] 蔡广福， 林佳铭， 陈怡倩. 地下结构柱兼做钢管支撑立柱施工技术研究[J]. 江苏建材， 2019（A02）：23-26.
[2] 孙春娥， 李晓璐， 孟丽娟. 一体化施工中钢立柱高精度调垂定位技术研究[J]. 探索科学， 2019， 000（003）：266.
铁科院（北京）工程咨询有限公司深圳分公司 深圳市 518000