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【摘 要】 深基坑支护体系中的格构柱，由于截面重心与形心的不对称性，安装沉柱过程逆作法施工的隐蔽性、不可见性等，施工过程容易发生扭偏、偏移，造成偏心受力，同时又使其自身产生过度的弯矩，影响性能的发挥，最终形成基坑支护结构质量安全隐患。因此提高格构柱一次施工合格率无论是对确保工程施工质量安全还是节约工期、降低成本都是十分必要的。本文就广州某工程深基坑格构柱施工，分析影响格构柱施工合格率的原因，提出提高一次施工合格率的有效措施。
【关键词】 提高；格构柱；施工合格率；措施
格构柱属于压弯构件，多用于厂房框架柱和独立柱，也常用于深基坑支撑体系。格构柱由肢件和缀材组成，截面一般为型钢或钢板设计成的双轴对称或单轴对称。格构柱与实腹式柱相比具有抗弯刚度大、纵向稳定性更好、节省材料、施工速度快的优点。
深基坑支护体系中的格构柱施工需要进行现场拼装、成孔、焊接、吊装等复合施工工艺。在施工过程中，由于格构柱截面重心与形心的不对称性，安装沉柱过程逆作法施工的隐蔽性、不可见性等，容易造成格构柱安装、就位困难，并产生扭偏、偏移，从而改变竖向受力的状态，造成偏心受力，同时又使其产生过度的弯矩，影响性能的发挥，最终形成基坑支护结构质量安全隐患。
因此，提高格构柱一次施工合格率无论是对确保工程施工质量安全还是节约工期、降低成本都是十分必要的。本文就广州某工程深基坑格构柱施工，分析影响格构柱施工合格率的原因，提出提高一次施工合格率的解决措施。
1 工程概况
广州某单位综合楼工程，质量要求为争创省样板工程，同时为确保工期，要求各项验收必须一次通过。该综合楼建筑面积10394.3平方米，其基坑支护工程采用冲孔灌注桩+混凝土内支撑+锚索的混合支护形式。基坑长170米，宽62米，周长约450米，支护深度约18米。基坑内部采用39根格构柱组成支撑梁竖向支撑体系，承受基坑两道支撑所产生的竖向力。其中，竖向支撑体系格构柱间距最小为5m（位于角撑位置），最大为16m（位于主撑位置），其余大部分格构柱间距集中在12m～15m。具体支撑平面见图1；格构柱大样见图2。
2 影响格构柱一次施工合格率的因素
本基坑支护工程竖向支撑的39根格构柱按施工方案分两个阶段安装，在完成第一阶段20根格构柱施工后，对施工质量进行检查。通过对布置在格构柱上的100个测点测量检验，发现合格率仅65%。经对测量数据的分析整理，归纳出问题及问题频数主要如表1：
因此，“格构柱水平扭偏超标”和“格构柱定位轴线的偏移超标”是影响格构柱施工质量、降低施工合格率的主要原因。
通过绘制因果图、关联图查找末端因素，并通过现场检查、查阅施工记录、现场模拟试验分析等方式，确认导致“格构柱水平扭偏超标”和“格构柱定位轴线偏移超标”原因的要素有两点：
（1）吊装校正程序缺陷：通过对试验格构柱进行施工模拟，在实现施工工序过程中，发现在“固定安放格构柱”工序时，需对格构柱进行多次反复调整校正，并且随着沉柱越深其校正难度就越大，反复校正工序工作量也加大，且校正效果并不明显，因此分析得出吊装过程中校正程序中的缺陷是影响格构柱施工质量的要因。
（2）钻进成孔孔径不足：通过翻查施工记录及现场检查情况分析，本工程原设计格构柱桩体成孔桩径为1200mm，而设计格构柱截面为800mm×800mm，格柱插入冲孔桩部分为2m。此时钢筋笼直径需加大以满足要求，造成格柱沉桩过程因钻孔孔径过小而变得困难。同时，因现场地层的复杂性，冲孔桩机施工成孔中孔段截面的不均匀性，造成吊装沉柱过程中格构柱与孔壁接触频繁，使得校正工作量加大。
3 采取的技术措施
根据工程实际情况，对可采取的解决方案从可行性、有效性和经济性三方面进行比选、分析后，采取以下措施解决上述存在问题。
3.1针对“钻进成孔孔径不足”的问题
（1）申请设计变更，调整桩孔直径大小尺寸，把钻孔孔径变更为1500mm。
（2）对现场格柱桩冲孔成孔加强管理，对冲孔桩施工过程中泥浆适当调高浓度，以充分发挥泥浆护壁的作用，减少护壁塌落所造成的桩身截面不均匀性。
（3）严格格柱桩施工过程控制
①测量控制
根据施工图纸及现场导线控制点，使用全站仪测定桩位，并打入木桩定点，然后采取“十字交叉法”引至桩位四周作好护桩点，见图3。
②护筒埋设
据桩位标志，开挖护筒孔（筒径比设计孔径大30cm，并且筒高度不小于1.5m）。放入护筒后在筒坑内再次精放桩位点，并控制护筒中心偏差≤20mm，用吊线锤校验垂直度并固定，使得护筒位置的持久准确及稳定。
③冲孔钻进成孔
冲孔桩机定位时使桩机安装稳固、水平，使其在施工过程中不发生倾斜、移动；同时，把钻塔滑轮槽缘、锤头中心和桩孔中心三者置于同一铅垂线上，并且锤头中心与桩孔中心偏差≤20mm。每钻进深度4～5m验孔一次，以控制桩孔垂直度、孔径大小符合要求。
通过上述措施改进后，格构柱吊装校正次数大大降低，明显减少校正工作量，吊装效率有效提升，并且从后期开挖结果可观察到格柱施工质量提升明显。
3.2针對“吊装校正程序缺陷”的问题
因现场场地标高高于立柱顶标高（约1.80m）。立柱安装后无法在顶端进行固定，为保证立柱的施工质量，制定格构柱吊装工程质量控制工序如下：
确定定位点→定位器就位→格构柱就位→格构柱与钢筋笼焊接→垂直度控制→（导向架）格构柱定位→垂直度、轴线偏移、轴线扭偏复测→下导管
（1）确定定位点：
①格构柱桩钻孔完成后，将钻孔周边泥浆、土等清理干净，测量员计算好格构柱四边中点延长线四个坐标点，然后进行放线（针对格构柱与支撑梁轴线方向），控制定位偏差≤10mm，见图4。 ②桩孔周边在桩成孔完成后进行平整，孔四周铺150*150枕木（见图6），设置导向架安放在枕木上。
（2）格构柱与鋼筋笼焊接
钢筋笼下落至孔口位置时用型钢进行固定，将格构柱吊至钢筋笼内进行加固连接。在格构柱每边的钢筋笼主筋上各焊接1根Φ16水平钢筋，距格构柱每边有20～30mm的活动量，使格构柱位于钢筋笼中间，保证格构柱各面与钢筋笼间距均匀，以便吊装后能对格构柱位置进行微量调整，使其位置准确柱身铅垂。格构柱固定采用钢筋笼部分主筋上部弯起，与格构柱缀板及角钢焊接固定。
（3）格构柱定位吊装
钢格构柱吊至孔口位置时，用型钢固定，用螺栓与格构柱等截面导柱进行连接，并用定位的四个点引测至型托梁上，垂直方向用两台经纬仪进行位置控制（如图5所示），标好位置，同时报请复核人员根据引测记录再次进行复核，在钢筋笼入孔后，格柱位置安装定位导向架，架高1500mm，架体为14#槽钢对拼焊接，导向架中部定位孔每边与格构柱大50mm，便于螺检连接和柱位调整，格构柱顶至导向架设置与格构柱同规格导柱，导柱与下部格构柱四边通过Φ28螺栓连接（如图6所示）。
格构柱在下落过程中用靠尺进行检测最终保证格构柱中心及方位符合设计要求，并上紧螺杆固定，防止位移，然后在格构柱内下串筒浇筑混凝土。
施工完成后，开挖上部覆盖土层，对格构柱轴线偏移与水平扭转偏差进行了抽验，结果显示格构柱中心定位轴线的位移偏差和水平扭转偏差均在标准偏差允许范围内。因此，对格构柱吊装施工的过程加以改进，通过设置导向架进行施工，在有效减少校正次数的同时，施工中产生的误差也大大降低，从而提升了格柱施工质量，该措施是有效可行的。
4 实施效果
采取上述改进措施对二阶段19根格构柱施工完成后，对格构柱施工质量进行检测。通过布置在格构柱上的76个测点进行测量检查，结果显示76个测点，不合格仅4个点，总合格率达94.7%（见表2），比第一阶段合格率65%提高29.7%。
5 结语
通过采取的技术措施，本基坑竖向支护体系中第二阶段的19根格构柱在施工中有效解决了轴线偏移、水平扭偏超标等质量问题，一次施工合格率达到94.7%。在确保安全，有效提高施工质量、施工效率的同时，还减少了该部分工期4天（工期减少平均值23%），并且减少了施工措施费用，从而取得了良好的经济效益和社会效益，实现了预期目标。
参考文献：
[1] GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范
[2] GB50017-2003，钢结构设计规范
[3]沈祖炎.钢结构制作安装手册.北京：中国筑工业出版社，2011.
[4]贺小村，李钟，薛刚，朱燕，梁尔军.斯托克曼商业中心逆作施工格构柱安装定位技术.施工技术，2010年第1期。
【关键词】 提高；格构柱；施工合格率；措施
格构柱属于压弯构件，多用于厂房框架柱和独立柱，也常用于深基坑支撑体系。格构柱由肢件和缀材组成，截面一般为型钢或钢板设计成的双轴对称或单轴对称。格构柱与实腹式柱相比具有抗弯刚度大、纵向稳定性更好、节省材料、施工速度快的优点。
深基坑支护体系中的格构柱施工需要进行现场拼装、成孔、焊接、吊装等复合施工工艺。在施工过程中，由于格构柱截面重心与形心的不对称性，安装沉柱过程逆作法施工的隐蔽性、不可见性等，容易造成格构柱安装、就位困难，并产生扭偏、偏移，从而改变竖向受力的状态，造成偏心受力，同时又使其产生过度的弯矩，影响性能的发挥，最终形成基坑支护结构质量安全隐患。
因此，提高格构柱一次施工合格率无论是对确保工程施工质量安全还是节约工期、降低成本都是十分必要的。本文就广州某工程深基坑格构柱施工，分析影响格构柱施工合格率的原因，提出提高一次施工合格率的解决措施。
1 工程概况
广州某单位综合楼工程，质量要求为争创省样板工程，同时为确保工期，要求各项验收必须一次通过。该综合楼建筑面积10394.3平方米，其基坑支护工程采用冲孔灌注桩+混凝土内支撑+锚索的混合支护形式。基坑长170米，宽62米，周长约450米，支护深度约18米。基坑内部采用39根格构柱组成支撑梁竖向支撑体系，承受基坑两道支撑所产生的竖向力。其中，竖向支撑体系格构柱间距最小为5m（位于角撑位置），最大为16m（位于主撑位置），其余大部分格构柱间距集中在12m～15m。具体支撑平面见图1；格构柱大样见图2。
2 影响格构柱一次施工合格率的因素
本基坑支护工程竖向支撑的39根格构柱按施工方案分两个阶段安装，在完成第一阶段20根格构柱施工后，对施工质量进行检查。通过对布置在格构柱上的100个测点测量检验，发现合格率仅65%。经对测量数据的分析整理，归纳出问题及问题频数主要如表1：
因此，“格构柱水平扭偏超标”和“格构柱定位轴线的偏移超标”是影响格构柱施工质量、降低施工合格率的主要原因。
通过绘制因果图、关联图查找末端因素，并通过现场检查、查阅施工记录、现场模拟试验分析等方式，确认导致“格构柱水平扭偏超标”和“格构柱定位轴线偏移超标”原因的要素有两点：
（1）吊装校正程序缺陷：通过对试验格构柱进行施工模拟，在实现施工工序过程中，发现在“固定安放格构柱”工序时，需对格构柱进行多次反复调整校正，并且随着沉柱越深其校正难度就越大，反复校正工序工作量也加大，且校正效果并不明显，因此分析得出吊装过程中校正程序中的缺陷是影响格构柱施工质量的要因。
（2）钻进成孔孔径不足：通过翻查施工记录及现场检查情况分析，本工程原设计格构柱桩体成孔桩径为1200mm，而设计格构柱截面为800mm×800mm，格柱插入冲孔桩部分为2m。此时钢筋笼直径需加大以满足要求，造成格柱沉桩过程因钻孔孔径过小而变得困难。同时，因现场地层的复杂性，冲孔桩机施工成孔中孔段截面的不均匀性，造成吊装沉柱过程中格构柱与孔壁接触频繁，使得校正工作量加大。
3 采取的技术措施
根据工程实际情况，对可采取的解决方案从可行性、有效性和经济性三方面进行比选、分析后，采取以下措施解决上述存在问题。
3.1针对“钻进成孔孔径不足”的问题
（1）申请设计变更，调整桩孔直径大小尺寸，把钻孔孔径变更为1500mm。
（2）对现场格柱桩冲孔成孔加强管理，对冲孔桩施工过程中泥浆适当调高浓度，以充分发挥泥浆护壁的作用，减少护壁塌落所造成的桩身截面不均匀性。
（3）严格格柱桩施工过程控制
①测量控制
根据施工图纸及现场导线控制点，使用全站仪测定桩位，并打入木桩定点，然后采取“十字交叉法”引至桩位四周作好护桩点，见图3。
②护筒埋设
据桩位标志，开挖护筒孔（筒径比设计孔径大30cm，并且筒高度不小于1.5m）。放入护筒后在筒坑内再次精放桩位点，并控制护筒中心偏差≤20mm，用吊线锤校验垂直度并固定，使得护筒位置的持久准确及稳定。
③冲孔钻进成孔
冲孔桩机定位时使桩机安装稳固、水平，使其在施工过程中不发生倾斜、移动；同时，把钻塔滑轮槽缘、锤头中心和桩孔中心三者置于同一铅垂线上，并且锤头中心与桩孔中心偏差≤20mm。每钻进深度4～5m验孔一次，以控制桩孔垂直度、孔径大小符合要求。
通过上述措施改进后，格构柱吊装校正次数大大降低，明显减少校正工作量，吊装效率有效提升，并且从后期开挖结果可观察到格柱施工质量提升明显。
3.2针對“吊装校正程序缺陷”的问题
因现场场地标高高于立柱顶标高（约1.80m）。立柱安装后无法在顶端进行固定，为保证立柱的施工质量，制定格构柱吊装工程质量控制工序如下：
确定定位点→定位器就位→格构柱就位→格构柱与钢筋笼焊接→垂直度控制→（导向架）格构柱定位→垂直度、轴线偏移、轴线扭偏复测→下导管
（1）确定定位点：
①格构柱桩钻孔完成后，将钻孔周边泥浆、土等清理干净，测量员计算好格构柱四边中点延长线四个坐标点，然后进行放线（针对格构柱与支撑梁轴线方向），控制定位偏差≤10mm，见图4。 ②桩孔周边在桩成孔完成后进行平整，孔四周铺150*150枕木（见图6），设置导向架安放在枕木上。
（2）格构柱与鋼筋笼焊接
钢筋笼下落至孔口位置时用型钢进行固定，将格构柱吊至钢筋笼内进行加固连接。在格构柱每边的钢筋笼主筋上各焊接1根Φ16水平钢筋，距格构柱每边有20～30mm的活动量，使格构柱位于钢筋笼中间，保证格构柱各面与钢筋笼间距均匀，以便吊装后能对格构柱位置进行微量调整，使其位置准确柱身铅垂。格构柱固定采用钢筋笼部分主筋上部弯起，与格构柱缀板及角钢焊接固定。
（3）格构柱定位吊装
钢格构柱吊至孔口位置时，用型钢固定，用螺栓与格构柱等截面导柱进行连接，并用定位的四个点引测至型托梁上，垂直方向用两台经纬仪进行位置控制（如图5所示），标好位置，同时报请复核人员根据引测记录再次进行复核，在钢筋笼入孔后，格柱位置安装定位导向架，架高1500mm，架体为14#槽钢对拼焊接，导向架中部定位孔每边与格构柱大50mm，便于螺检连接和柱位调整，格构柱顶至导向架设置与格构柱同规格导柱，导柱与下部格构柱四边通过Φ28螺栓连接（如图6所示）。
格构柱在下落过程中用靠尺进行检测最终保证格构柱中心及方位符合设计要求，并上紧螺杆固定，防止位移，然后在格构柱内下串筒浇筑混凝土。
施工完成后，开挖上部覆盖土层，对格构柱轴线偏移与水平扭转偏差进行了抽验，结果显示格构柱中心定位轴线的位移偏差和水平扭转偏差均在标准偏差允许范围内。因此，对格构柱吊装施工的过程加以改进，通过设置导向架进行施工，在有效减少校正次数的同时，施工中产生的误差也大大降低，从而提升了格柱施工质量，该措施是有效可行的。
4 实施效果
采取上述改进措施对二阶段19根格构柱施工完成后，对格构柱施工质量进行检测。通过布置在格构柱上的76个测点进行测量检查，结果显示76个测点，不合格仅4个点，总合格率达94.7%（见表2），比第一阶段合格率65%提高29.7%。
5 结语
通过采取的技术措施，本基坑竖向支护体系中第二阶段的19根格构柱在施工中有效解决了轴线偏移、水平扭偏超标等质量问题，一次施工合格率达到94.7%。在确保安全，有效提高施工质量、施工效率的同时，还减少了该部分工期4天（工期减少平均值23%），并且减少了施工措施费用，从而取得了良好的经济效益和社会效益，实现了预期目标。
参考文献：
[1] GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范
[2] GB50017-2003，钢结构设计规范
[3]沈祖炎.钢结构制作安装手册.北京：中国筑工业出版社，2011.
[4]贺小村，李钟，薛刚，朱燕，梁尔军.斯托克曼商业中心逆作施工格构柱安装定位技术.施工技术，2010年第1期。