【摘 要】结合佛山东平广场项目-20m以下桩基工程逆作法“一桩一柱”实例，介绍了桩基混凝土浇筑后采用HPE液压垂直插入机安装钢管柱施工技术，供类似工程参考。
　　 【关键词】HPE液压机；垂直插入；钢管柱；应用
　　
　　 前言：
　　 佛山市东平广场为大底盘多塔超高层建筑，塔楼有八幢，高42～54层，主体结构地下四层多跨框架结构，采用盖挖逆作法施工，在冲孔桩顶混凝土中插入永久性钢管柱作为施工阶段的竖向支撑结构，钻孔灌注桩兼做使用阶段的抗拔桩。
　　 1 难点与特点
　　 1.1 PHE液压垂直插入钢管柱难点
　　 本项目一期工程中的A、B塔楼共计有44条冲孔灌注桩，每根桩均插入钢管柱作为永久结构柱施工，钢管柱作为施工阶段的竖向支撑结构，钻孔灌注桩兼作使用阶段的抗拔桩，因此本工程具有以下特点：单桩承载力大，桩直径大，深度深，永久性钢管柱垂直度偏差小于L/500（L为钢管柱的长度）。钢管柱直径分别为1.5m及0.9m两种，其下部冲孔桩桩径分别为2.5m及1.8m两种（其中28根钢管柱直径1.5m 的桩顶标高从地面至冲孔桩混凝土面深度为19.2m；16根钢管柱直径0.9m的桩顶标高从地面至冲孔桩混凝土面深度为15.6m。
　　 1.2 HPEY液压垂直插入钢管柱的特点
　　 1.2.1 定位准确、单桩安装施工周期短，大大节约了施工工期；
　　 1.2.2 垂直精度高，垂直度＜L／500（L为钢管柱长度）；
　　 2 HPE 液压垂直插入钢管柱施工工艺
　　 该工艺是一种使工作中底部基础桩与上部结构柱（钢管柱）连接的施工方法。施工中采用HPE液压插入机，在基坑内施工支撑桩（冲孔桩）浇筑至基坑底标高后，在砼初凝前，将底端封闭的永久性钢管柱插入支撑柱(冲孔桩)中，直到插入至设计标高的施工方法。
　　 3 钢管柱安装前的基本要求
　　 3.1 钢管柱加工要求
　　 钢管柱所有材料均为Q345B,钢管柱的焊缝为全熔透Ⅰ级，外表面必须光洁、平整，不得出现凹凸不平的现象。
　　 3.2 钢管柱法兰及底部加工要求
　　 对于Φ900mm的钢管柱底部法兰最大直径不宜超过1.1m，对于Φ1500mm的钢管柱底部法兰最大直径不宜超过1.80m。
　　 钢管柱底部需加工成锥台形，锥形中心与钢管柱中心吻合。
　　 3.3 工具柱加工要求
　　 钢管柱在地面以下有一定的深度，为确保HPE插入机能将钢管柱送至设计标高，在安装钢管柱时需加接一根工具柱，工具长度不小于HPE插入机的高度+钢管柱顶在地面以下的深度0.5米，并且工具柱加工时表面平整，竖向焊缝为同一侧直缝，工具柱直径及壁厚与钢管柱相同。
　　 3.4 钢管柱焊接。
　　 3.4.1 焊接准备
　　 为保证钢管柱与工具柱连接整体顺直，特设置钢管柱加工平台。该平台底部设置钢筋砼台墩，尺寸为2m×3m，平台与台墩采用钢筋焊接固定，加工平台设置四个，其标高相同、中线一致。
　　 3.4.2 钢管柱的对接、调直
　　 钢管柱与工具柱放置在平台后，工具柱对入内衬管后，在工具柱与钢管柱顶面和侧面各设置一条控制线，以保证钢管柱与工具柱整体顺直，调直后采用电焊四面对称固定。
　　 3.4.3 钢管柱与工具柱焊接
　　 （1）本工程施工的钢管柱在地面以上，考虑HPE液压垂直插入机施工要求，钢管柱垂直插入时必须采用工具柱将钢管柱送入至设计标高，钢管柱与工具柱采用电焊连接，为节约施工成本，工具柱回收重复施工。
　　 （2）在焊接工具柱时，为防止焊接变形特采用两台交流两电焊机同时对称作业，并且每焊接50cm就要检查钢管柱与工具柱的整体顺直度，如发现偏位及时予以纠偏。
　　 3.5 场地要求
　　 为满足100t、50t履带吊机、砼搅拌车现等大型设备进场作业需要，对履带吊行走路线进行路基处理，本工程采用石碴和废砖碴铺设，桩周边场地采用砼硬化地面，采用C25砼，内铺直径12@0.2m双向单层钢筋。在冲孔灌注桩浇灌完成后，马上撤走冲孔桩机，进行清理、整平，以确保HPE液压插入机械就位、定位的稳固、准确。
　　 3.6 灌注桩砼要求
　　 桩的砼缓凝时间不小于15小时，其中砼运输时间按1小时计算，砼灌注时间按3～4小时计算，HPE垂直插入机就位按2小时计算，插入钢管柱时间按5～7小时计算，合计时间约13小时，考虑其他原因砼15小时后二次搅拌坍落度不小于100mm，不分层离析有较好的和易性。
　　 4 钢管柱施工工艺流程及施工方法
　　 4.1 施工工艺流程
　　 桩砼浇筑完成→插入机就位对中→调整插入机水平度→吊装钢管柱→插入钢管柱→四周回填砂碎石→拆除工具柱和移机→钢管柱内浇筑砼
　　 4.2 施工方法
　　 4.2.1 HPE垂直插入机就位对中
　　 在灌注桩砼前做好砼留样工作，砼浇筑完毕后，对桩孔周边进行清理和铺设路基箱（路基箱尺寸为8m×2.2m×0.37m）。路基箱铺设完毕再进行桩位二次放样，重新放出桩中心，并将十字线标记在护筒上，然后吊装HPE垂直插入机就位， HPE液压插入机根据定位器就位对中，将HPE液压插入机械的定位器中心与灌注桩桩位中心在同一垂直线上。
　　 4.2.2 调整HPE垂直插入机水平度
　　 就位对中后，HPE液压插入机械可手动和自动调整水平度，并重新复核中心位置，满足要求后即可吊装性钢管柱入孔。
　　 4.2.3 吊装钢管柱
　　 采用两台吊车多点抬吊，其中1台100t履带吊机直接起吊下放，另1台50t履带吊机辅助。双机抬吊钢管柱在空中翻转垂直后，由100t 履带吊单独将钢管柱垂直缓慢放入HPE垂直插入机上。
　　 4.2.4 HPE垂直插入机液压插入钢管柱
　　 钢管柱吊放至HPE插入机内，下入孔内至第二道法兰后，另一台吊车安装HPE机械的内衬，内衬安装完毕后，由PHE插入机抱紧钢管柱，并复测钢管柱垂直度，同时在底部第一道法兰处安装高精度垂直度传感仪，此时吊钢管柱的吊机脱钩，钢管柱调直后垂直插入孔内，刚开始下放钢管柱时，由于钢管柱的自重，钢管柱能自由下入孔内一定深度，由于钢管柱底端封闭，当浮力大于钢管柱重量后，由HPE插入机将钢管柱抱紧，用液压插入装置的液压下压力将钢管柱下压插入孔内，利用工具柱将钢管柱插入至设计标高，当钢管柱插至砼顶面后，将配重放入钢管柱内减小浮力，并重新复测钢管柱的垂直度，此时可根据HPE插入机自身垂直仪、经纬仪及钢管柱上安装的垂直传感器反应到电脑的信号来确定钢管柱的垂直度，满足垂直度要求后继续下压插入至砼中，如不满足要求可调整HPE插入机的水平度，直至钢管柱垂直度满足要求。
　　 4.2.5 钢管柱四周回填碎石
　　 插入钢管柱后10小时后，对钢管柱四周进行砂或碎石回填，回填时在钢管柱四周均匀填入，边填边将泥浆排，碎石回填高度与钢管顶标高以下500mm左右。
　　 4.2.6 拆除送柱标准节HPE垂直插入机移位
　　 当钢管柱四周回填碎石已固定钢管柱中心位置，等留样砼凝固后，即可割除钢管柱与送柱工具柱连接部位，拆除HPE动力站，由吊车将HPE垂直插入机移位。
　　 4.2.7 灌注钢管柱内砼
　　 下放导管进行钢管柱内的砼灌注，钢管柱内砼为干作业灌注，当灌注到法兰部位时，需上下抽动导管使砼充分填筑法兰底部的空隙，灌注到钢管柱顶标高350～500mm后停止灌注。
　　 4.3 钢管柱安装施工要求和主要技术措施
　　 4.3.1 插入钢管柱施工要求
　　 （1）柱中心和基础中心允许偏差±5mm；
　　 （2）柱顶面标高和设计标高允许偏差0～-20mm；
　　 （3）柱垂直度允许偏差＜L/500mm；
　　 4.3.2 主要技术措施
　　 （1）垂直度控制技术措施
　　 对于施工中使用的经纬仪、垂直仪及传感器需经常检查，确保垂直精度在允许范围内，钢管柱安装后垂直度控制在1/500以内。
　　 （2）钢管柱柱底砼质量控制措施
　　 插入钢管柱时为防止钢管柱底带入渣土，在插入钢管柱是采用HPE垂直插入机适当旋转插入，有利于钢管柱底的渣土上翻。
　　 5 施工效果
　　 佛山市东平广场项目-20m以下桩基工程采用了HPE液压垂直插入了大直径钢管柱，该柱与地下室梁板连接是整个±0.000以下工程的关键工程之一，钢管柱插入砼桩中的位置、标高，均达到了设计要求，既缩短了施工工期，节约了成本，又保证了整体工程质量，得到了建设单位、质监部门、监理单位的高度赞扬。
　　 推广应用逆作法能够大大节约工程造价，缩短施工工期，而PHE液压垂直插入钢管柱在砼桩顶面作为支撑是一种很有发展前途和值得推广价值的深基坑支护技术，如今它正在处于技术成熟时期，具有广阔的使用价值和应用前景。
　　 参考文献：
　　 [1]东平广场设计施工图和相关施工文件资料
　　 [2]《钢管混凝土工程施工质量验收规范》GB50628-2010
　　 [3]《自密实高性能混凝土技术规程》CECS 28:90
　　 [4]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
　　 [5]《普通混凝土配合比设计技术规定》JGJ55-2000