孫曉東

（中煤邯鄲中原建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司， 河北 邯鄲 056031）

HPE液壓插入機(jī)插入鋼管柱的監(jiān)理控制要點(diǎn)

孫曉東

（中煤邯鄲中原建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司， 河北 邯鄲 056031）

摘 要：HPE液壓插入機(jī)插入鋼管柱工法作為一項(xiàng)新的施工工藝，目前在國(guó)內(nèi)尚無相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以執(zhí)行，只能在比較接近的規(guī)范里挑選一些相關(guān)條文來進(jìn)行參考。以天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建配套交通中心工程為例，結(jié)合HPE液壓機(jī)插入鋼管柱的監(jiān)理實(shí)踐，簡(jiǎn)單介紹HPE液壓插入鋼管柱的工藝流程，并總結(jié)相關(guān)的監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)和幾個(gè)監(jiān)理過程中控制要點(diǎn)，對(duì)今后同類工程的監(jiān)理提供一些指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：HPE液壓插入機(jī)；鋼管柱；監(jiān)理控制

1 工程簡(jiǎn)介

天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建配套交通中心是集航空、城際鐵路、城市軌道交通、公交、出租和其他交通方式于一身的大型交通樞紐。位于濱海國(guó)際機(jī)場(chǎng) T1 航站樓北側(cè)進(jìn)出港廣場(chǎng)及其東側(cè)的空地下。占地面積約 60 000 m2，建筑面積約 112 398 m2，投資估算約 29 億元，基坑最深約 24 m。包括天津地鐵 2 號(hào)線機(jī)場(chǎng)站、京津城際鐵路機(jī)場(chǎng)站、地下停車場(chǎng)、換乘通道、濱海國(guó)際機(jī)場(chǎng) T2 航站樓連接通道、濱海國(guó)際機(jī)場(chǎng) T1 航站樓連接通道、集散大廳等相關(guān)工程。地下停車場(chǎng)出入口、集散大廳和 T1 航站樓連接通道采用明挖順作法施工外，其余所有的主體結(jié)構(gòu)工程全部采用蓋挖逆作法施工。中間豎向支撐結(jié)構(gòu)采用永久性鋼管柱，鋼管柱為φ900 mm、φ1 100 mm 和φ1 200 mm 三種類型，共計(jì) 463 根全部采用HPE 液壓機(jī)插入。

2 HPE機(jī)插入鋼管柱施工工藝簡(jiǎn)介

先把鋼管柱垂直吊送到液壓插入機(jī)上，由液壓插入機(jī)將鋼管柱抱緊，同時(shí)復(fù)測(cè)鋼管柱的垂直度。然后由上下兩個(gè)液壓垂直插入裝置同時(shí)驅(qū)動(dòng)，通過其向下壓力將鋼管柱垂直向下插入，按照從下到上的順序依次松開液壓定位器，再由兩個(gè)液壓垂直插入裝置同時(shí)將鋼管柱向下插入，重復(fù)上述步驟，直至插入到設(shè)計(jì)深度要求。

工藝流程：基礎(chǔ)樁緩凝混凝土澆筑完成— HPE 垂直插入機(jī)就位對(duì)中—吊裝鋼管柱—調(diào)整 HPE 垂直插入機(jī)水平及鋼管柱垂直度—插入鋼管柱—重力平衡—鋼管柱孔口固定—鋼管柱四周回填砂石并排漿— HPE 插入機(jī)移位。

3 施工前的準(zhǔn)備控制

3.1 施工前準(zhǔn)備階段的監(jiān)理工作

(1）組織設(shè)計(jì)單位向施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)技術(shù)交底并進(jìn)行圖紙會(huì)審。

(2）督促施工單位編制施工組織設(shè)計(jì)(或?qū)ｍ?xiàng)施工方案）。(3）審查施工單位的施工組織設(shè)計(jì)(或?qū)ｍ?xiàng)施工方案）。(4）督促施工單位委托具有相應(yīng)資質(zhì)、信譽(yù)好、服務(wù)好的廠家加工鋼管柱。由施工單位組織，會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位共同對(duì)鋼管柱生產(chǎn)廠家進(jìn)行考察確認(rèn)。

(5）督促檢查施工單位做好鋼管柱進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作。

3.2 施工場(chǎng)地要求

為了保證 HPE 液壓插入機(jī)在插入鋼管柱的過程中穩(wěn)定牢固，地面標(biāo)高不得發(fā)生沉降變形。要求施工場(chǎng)地必須采用250 mm 厚配φ14 雙層鋼筋硬化地面。在鉆孔灌注樁澆灌完成后，必須馬上進(jìn)行清理，以確保 HPE 液壓插入機(jī)械就位、定位的準(zhǔn)確，也只有這樣才能保證鋼柱定位的垂直度。

3.3 對(duì)基礎(chǔ)樁混凝土的要求

3.3.1 混凝土緩凝時(shí)間的要求

要求混凝土的供應(yīng)單位必須保證混凝土的緩凝時(shí)間，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼管柱試插檢驗(yàn)。因?yàn)榫從龝r(shí)間過短，會(huì)對(duì)鋼管柱正常插入造成困難。緩凝時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)影響鋼管柱插入后的穩(wěn)定。所以控制好混凝土的緩凝時(shí)間是全部鋼管柱正常插入的重點(diǎn)工作。混凝土的緩凝時(shí)間的計(jì)算式為：

N=A+B+C+D+E+F ……(式 1）式中：N—混凝土的緩凝時(shí)間，單位為 h；

A—混凝土的運(yùn)輸過程所需時(shí)間，單位為 h；

B—混凝土澆筑過程所需時(shí)間，單位為 h；

C—HPE 液壓垂直插入機(jī)就位所需時(shí)間，單位為 h；D—鋼管柱吊裝調(diào)整過程所需時(shí)間，單位為 h；E—插入鋼管柱過程所需時(shí)間，單位為 h；F—考慮其他原因影響的時(shí)間，單位為 h。

3.3.2 混凝土性能的要求

要求混凝土的坍落度應(yīng)在 160 mm～220 mm。坍落度允許偏差不應(yīng)大于 ±30 mm，混凝土在運(yùn)輸過程中的坍落度損失不應(yīng)大于 ±30 mm，并且兩者合計(jì)不得大于 ±40 mm。同時(shí)，為了保證鋼管柱的順利插入，要求混凝土緩凝時(shí)間 N 小時(shí)后不得分層離析，仍應(yīng)保持良好的和易性。

3.4 鋼管柱加工質(zhì)量的要求

3.4.1 原材料

加工鋼管柱用的所有原材料必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

(1）對(duì)所用鋼材的檢查。所有鋼材的品種、規(guī)格、性能等均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和設(shè)計(jì)要求。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。

檢驗(yàn)方法：查看出廠質(zhì)量合格證明文件和進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告。

(2）對(duì)所用焊接材料的檢查。所有焊接材料的品種、規(guī)格、性能等均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》和設(shè)計(jì)要求。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。

檢驗(yàn)方法：查看出廠質(zhì)量合格證明文件和進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告。

檢查結(jié)果同時(shí)還應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和設(shè)計(jì)要求。

3.4.2 檢查焊縫

要求所有焊縫必須為一級(jí)焊縫。委托具有相應(yīng)檢驗(yàn)資質(zhì)的獨(dú)立第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的檢驗(yàn)，查看檢測(cè)報(bào)告。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。檢驗(yàn)方法：超聲波探傷。

3.4.3 檢查鋼管柱的幾何尺寸

檢查鋼管柱直徑、構(gòu)件長(zhǎng)度、管口圓度、端面及管軸的垂直度、彎曲矢高，對(duì)口錯(cuò)邊等外形尺寸。加工完成后的成品鋼管柱外形尺寸的允許偏差見表 1，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用。

檢查數(shù)量：同批構(gòu)件的 10%，且不少于 3 件。

檢驗(yàn)方法見表 1。

表 1 成品鋼管柱外形尺寸的允許偏差

4 施工過程的控制

4.1 檢查HPE垂直插入機(jī)就位對(duì)中

在工程樁的混凝土澆筑完成后，要求測(cè)量人員重新放出鋼管柱的中心點(diǎn)位，并將十字線標(biāo)記在護(hù)筒上。復(fù)核點(diǎn)位后，將 HPE 液壓插入機(jī)械的定位器中心與鋼管柱點(diǎn)位中心放在同一垂直線上。然后吊裝 HPE 垂直插入機(jī)就位，HPE 液壓插入機(jī)根據(jù)定位器就位對(duì)中。HPE 垂直插入機(jī)對(duì)中就位的允許偏差為 ±5 mm。

4.2 吊裝永久性鋼管柱

檢查鋼管柱是否按按照已批準(zhǔn)的方案進(jìn)行起吊。一般都是采用兩臺(tái)吊車多點(diǎn)抬吊，抬吊吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)以保證鋼管柱不產(chǎn)生變形、彎曲為前提。將鋼管柱吊送到 HPE 垂直插入機(jī)內(nèi)，用 HPE 液壓插入機(jī)的液壓定位器將鋼柱抱緊，根據(jù)二點(diǎn)定位原理，抱緊鋼柱后再?gòu)?fù)測(cè)垂直度。

4.3 檢查HPE垂直插入機(jī)的水平及鋼管柱的垂直度

HPE 液壓插入機(jī)將鋼管柱抱緊后，可調(diào)整 HPE 液壓插入機(jī)水平度和鋼管柱的垂直度。要求同時(shí)采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在兩個(gè)不同方向觀測(cè)并校正鋼管柱垂直度，以保證其在 X、Y 兩個(gè)方向上的垂直。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整，滿足要求后即可插入鋼管柱。鋼管柱的垂直度允許偏差應(yīng)滿足表 2 中相關(guān)要求。

表 2 鋼管柱的垂直度允許偏差

4.4 鋼管柱插入過程的監(jiān)理

在鋼管柱的法蘭盤上相互呈 90°角的兩個(gè)位置上安裝兩個(gè)傾角垂直度檢測(cè)傳感器，同時(shí)將傳感器的 VGA 數(shù)據(jù)插頭與電腦串行接口連接。傳感器將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳到電腦上，施工人員通過對(duì)電腦上“串口調(diào)試助手軟件”所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并以此來判斷鋼管柱的垂直度。首先要求施工人員在鋼管柱插入前、垂直度調(diào)整完成后，必須對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸零，然后方可進(jìn)行鋼管柱的插入。

當(dāng)永久性鋼管柱插至設(shè)混凝土頂面后，重新復(fù)測(cè)鋼管柱的垂直度，此時(shí)由垂直儀檢測(cè)永久性鋼管柱的垂直度，測(cè)定數(shù)據(jù)可根據(jù)電腦分析確定永久性鋼管柱的垂直度，滿足垂直度要求后繼續(xù)下壓插入至混凝土中；如不滿足要求可調(diào)整HPE 垂直插入機(jī)的水平度，直至永久性鋼管柱垂直度滿足要求。

4.5 鋼管柱插入完成后的檢驗(yàn)

當(dāng)鋼管柱插入至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，要求施工操作人員和測(cè)量人員必須要對(duì)鋼管柱進(jìn)行復(fù)測(cè)。此時(shí)的垂直度可由串口調(diào)試助手軟件的 X/Y 數(shù)值確定。X/Y 的最終數(shù)值均不應(yīng)大于±0.100，宜控制在 ±0.050 以內(nèi)，嚴(yán)禁超過 ±0.116。

鋼管柱插入完成后的允許偏差應(yīng)符合表 3 的要求。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。

檢驗(yàn)方法見表 3。

表 3 鋼管柱插入完成后的允許偏差

5 結(jié) 語

由于鋼管柱的插入過程是將一系列的工序連續(xù)不斷依次完成的，所以要求監(jiān)理人員必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行旁站監(jiān)理。同時(shí)，HPE 液壓插入鋼管柱是一項(xiàng)相對(duì)較新的施工技術(shù)，作為監(jiān)理人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)研究 HPE 液壓插入鋼管柱工法的相關(guān)原理和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，做到心中有數(shù)，才能開展有針對(duì)性的質(zhì)量控制工作，為進(jìn)一步完善工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考資料：

[1] GB 50205—2001,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] GB 50661—2011,鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].

[3]孫曉東.HPE工法插入鋼管柱施工的技術(shù)難點(diǎn)及處理方法[J].山西建筑, 2013(5).

中圖分類號(hào)：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-4104(2014)11-0071-03

收稿日期：2014-08-11

作者簡(jiǎn)介：孫曉東(1979—），男，工程師，任職于中煤邯鄲中原建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司。

通信地址：遼寧省大連市沙河口區(qū)黃浦路403號(hào)樓103戶，郵編116023。