張廉卿

（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司 河北三河 065201）

前言

臺(tái)東站為青島地鐵1號(hào)線、2號(hào)線的十字換乘站，位于市北區(qū)臺(tái)東一路與人和路交叉口，2號(hào)線臺(tái)東站沿臺(tái)東一路東西走向布置，采用半蓋挖法施工，其中北側(cè)蓋板下方共設(shè)40根φ800mm的鋼管柱，采用逆作法施工，柱下設(shè)φ2000mm混凝土灌注樁基礎(chǔ)。鋼管柱作為車站主要豎向承載和傳力結(jié)構(gòu)，對(duì)車站的安全性起著決定性作用，本文主要結(jié)合青島地鐵2號(hào)線臺(tái)東站鋼管柱施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)施工過程質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、歸納，為類似工程施工提供參考依據(jù)。

1 鋼管柱施工工藝

青島地鐵2號(hào)線臺(tái)東站北半幅頂板下方鋼管柱采用沖擊鉆成孔，成孔后灌注柱下基礎(chǔ)混凝土并安放鋼護(hù)筒抽排孔內(nèi)泥漿，泥漿抽排干后安放鋼管柱、澆筑柱內(nèi)混凝土，并對(duì)柱外空隙回填粗砂，從而完成整個(gè)鋼管柱施工，具體施工工藝流程見下：

測(cè)量定位→沖擊鉆成孔-安放基礎(chǔ)鋼筋籠、鋼護(hù)筒→灌注柱下基礎(chǔ)→抽排孔內(nèi)泥漿、人工鑿除浮漿→安裝定位器→澆筑混凝土（標(biāo)高至定位器頂面）→安裝鋼管柱→澆筑混凝土（標(biāo)高至車站底板以下20cm）→灌注柱內(nèi)混凝土→回填孔外粗砂。

圖1

2 施工過程質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 成孔質(zhì)量控制要點(diǎn)

臺(tái)東站鋼管柱采用沖擊鉆成孔，孔深21～30m，成孔直徑2.0m，因鋼管柱作為臺(tái)東站的支撐柱，柱底必須位于微風(fēng)化持力巖層，鋼管柱在成孔過程中先后穿過素填土、雜填土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化～微風(fēng)化花崗巖地層，施工過程中應(yīng)根據(jù)當(dāng)前孔位所處的地質(zhì)，選擇合適的鉆頭揚(yáng)程，特別在地層互接和微風(fēng)化地層處，應(yīng)將錘頭揚(yáng)程控制在0.5～1.0m，避免錘頭出現(xiàn)跳動(dòng)，從而導(dǎo)致偏孔、擴(kuò)孔現(xiàn)象，影響后期鋼護(hù)筒及鋼管柱安裝。

同時(shí)施工過程中安排專人每天復(fù)核樁中心及錘頭尺寸，確保孔位正確、孔徑復(fù)核要求；在即將終孔時(shí)，撈取收集終孔前5m范圍內(nèi)的渣樣，組織地勘、設(shè)計(jì)等單位進(jìn)行分析判定，確定樁底伸入微風(fēng)化巖層的的長度，若不符合要求，則繼續(xù)鉆進(jìn)直至達(dá)標(biāo)。

2.2 鋼護(hù)筒安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

鋼管柱孔內(nèi)通長安裝鋼護(hù)筒，護(hù)筒外徑1.8m，長度21～30m，為了便于安裝，分3節(jié)制作，節(jié)與節(jié)之間通過法蘭采用抗剪螺栓連接，底節(jié)鋼護(hù)筒與柱底鋼筋籠焊接，焊接必須牢固，避免鋼護(hù)筒下放至孔底過程中鋼筋籠脫落，影響柱體結(jié)構(gòu)尺寸。因后期需抽排護(hù)筒內(nèi)泥漿，人工進(jìn)行孔內(nèi)作業(yè)，護(hù)筒內(nèi)嚴(yán)禁積水，為了防止地下水通過護(hù)筒連接處滲入，連接護(hù)筒時(shí)，需在法蘭連接處涂抹密封膠。

2.3 柱下基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)

鋼管柱柱下基礎(chǔ)混凝土采用水下導(dǎo)管灌注，為了保證柱下基礎(chǔ)的澆筑質(zhì)量，需對(duì)泥漿性能進(jìn)行嚴(yán)格控制，要求混凝土灌注前孔底沉渣厚度小于5cm、含砂率小于8%、泥漿比重小于1.25，粘度小于28s，若其中一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)，則不能進(jìn)行灌注；待基礎(chǔ)混凝土初凝后，抽排孔內(nèi)外泥漿，人工下至孔底鑿除浮漿，并對(duì)樁基全部樁基進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，要求檢查合格率為100%。

2.4 定位器安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

柱下基礎(chǔ)浮漿鑿除完畢后，安裝錐形定位器，錐形定位器的安裝質(zhì)量直接關(guān)系著鋼管柱的安裝精度，要求錐形定位器頂面標(biāo)高、中心必須準(zhǔn)確無誤。首先地面上由測(cè)量人員在定位錐安裝前，先在地面樁鎖口處將縱、橫向中線上放處4個(gè)點(diǎn)，以便向井內(nèi)用線墜向下投點(diǎn)來控制設(shè)計(jì)標(biāo)高及樁中心；護(hù)筒內(nèi)錐形定位器的水平、垂直度通過調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行微調(diào)，調(diào)節(jié)完成后，將定位器與鋼護(hù)筒通過鋼筋焊接進(jìn)行臨時(shí)固定，然后再次澆筑混凝土至定位器錐板底面將定位器進(jìn)行永久固定，此處要求混凝土澆筑前浮漿必須鑿除徹底，有利于新老混凝土結(jié)合密實(shí)。

圖2 定位器護(hù)筒內(nèi)部定位原理

2.5 鋼管柱安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

定位器安裝調(diào)整完成后，進(jìn)行鋼管柱安裝，鋼管柱安裝時(shí)，地面定位采用全站儀整體測(cè)設(shè)中柱設(shè)計(jì)平面位置，并在護(hù)壁施工區(qū)域外十字軸線方向上放好護(hù)樁，便于樁心位置的恢復(fù)。

然后對(duì)準(zhǔn)樁位，下放鋼管柱，慢插入孔，鋼管柱底部可直接嵌入定位器，其管端穩(wěn)固座落于定位器環(huán)行定位板上，通過標(biāo)高測(cè)定柱底與定位器的吻合程度。然后對(duì)柱上端精確定位，通過設(shè)置在孔樁護(hù)筒鋼板與鋼管柱加肋板之間的4只花籃螺栓進(jìn)行鋼管柱柱體上端定位，花藍(lán)螺栓可對(duì)柱體位置進(jìn)行微調(diào)。由于鋼管柱下端平面位置、標(biāo)高、垂直度已由定位器確定，鋼管柱上端空間位置校定后，即可認(rèn)為柱頂與柱底在垂直方向投影重合，鋼管柱位置已精確定位。

鋼管柱定位完成后，為了保證鋼管柱混凝土灌注過程中柱體不產(chǎn)生位移，吊裝就位后從上至下進(jìn)行加固，加固位置為鋼管柱頂部及鋼管柱兩個(gè)連接法蘭處，加固處采用四面對(duì)頂，加固采用頂絲杠。

2.6 鋼管柱內(nèi)混凝土灌注質(zhì)量控制要點(diǎn)

鋼管柱直徑為800mm，空間狹小，澆筑柱內(nèi)下部混凝土?xí)r無法進(jìn)行人工振搗，為了保證混凝土的密實(shí)性，采用高位拋落無振搗法。利用混凝土自管口自由下落時(shí)所獲得的重力加速度沖擊能量，使混凝土擠密而無需振搗；當(dāng)拋落高度不足4m時(shí)，采用內(nèi)部振搗器振搗密實(shí)。

2.7 柱外回填質(zhì)量控制要點(diǎn)

為了保護(hù)鋼管柱柱體成品，防止施工時(shí)對(duì)其破壞擠壓柱體，柱體混凝土初凝后在柱體與鉆孔樁孔壁之間環(huán)形均勻填入中粗砂?；靥钋皩?duì)鋼管柱的垂直度及孔位中心進(jìn)行復(fù)核，要求中心和基礎(chǔ)中心線允許偏差為±5mm，立柱不垂直度為長度的1/1000且≯15mm?；靥顣r(shí)沿鋼管柱四周同時(shí)回填，防止偏心受壓破壞鋼管柱。

3 結(jié)束語

逆作法鋼管柱傳統(tǒng)施工工藝采用人工挖孔的方式，但人工挖孔安全風(fēng)險(xiǎn)高，逐漸被淘汰；沖擊鉆成孔適用性較高，逐漸受到推崇；但該工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量控制要求極高，采用本文所述質(zhì)量措施后，臺(tái)東站鋼管柱中心偏差低于5mm，柱頂標(biāo)高誤差不超過1cm，各項(xiàng)質(zhì)量均達(dá)標(biāo)，為以后施工提供了借鑒依據(jù)。

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