王力勇 周 杰 潘志忠

深圳市建工集團(tuán)股份有限公司 廣東 深圳 518057

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地下空間綜合利用問題顯得越發(fā)重要，逆作法技術(shù)適應(yīng)了城市建設(shè)發(fā)展的需要。在逆作法施工中，立柱一般包括格構(gòu)柱或鋼管柱。立柱的定位和調(diào)垂工作是逆作法“一柱一樁”施工技術(shù)的關(guān)鍵。

目前，常見的逆作法立柱調(diào)垂控制技術(shù)一般有“校正架法”“氣囊法”“導(dǎo)向套筒法”這3種[1-5]。立柱的垂直度調(diào)控，主要包括2個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，即調(diào)垂方法和檢測方法[6-11]。以上3種立柱調(diào)垂方法在解決這2個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)時(shí)均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，技術(shù)條件要求相對較高，施工成本也比較高。

針對上述3種調(diào)垂控制技術(shù)的局限性，本文對逆作法格構(gòu)立柱的精確調(diào)垂及垂直度測量方法展開研究，提出了一種全新的逆作法格構(gòu)立柱井下護(hù)筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)。該技術(shù)先后應(yīng)用于深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈和卓越譽(yù)瓏花園項(xiàng)目，有效保證了工程中逆作法格構(gòu)立柱的垂直度，取得了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項(xiàng)目采用逆作法施工，項(xiàng)目建筑面積24 317.22 m2，主體結(jié)構(gòu)為42層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)3層，基坑整體為不規(guī)則長方形，支護(hù)周長約742 m，深度為15.75～19.60 m。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)逆作法施工格構(gòu)柱21條，均為“一柱一樁”的結(jié)構(gòu)體系。

2 工藝原理

立柱樁施工前，設(shè)井下深護(hù)筒，成孔后先放置鋼筋籠，后吊裝格構(gòu)立柱，在地面設(shè)置井字形的型鋼吊掛格構(gòu)立柱并準(zhǔn)確定位；井內(nèi)護(hù)筒段格構(gòu)立柱四面對稱設(shè)置千斤頂，利用護(hù)筒壁作為支撐點(diǎn)，在剪式千斤頂一端焊接可滾動(dòng)的輪軸組合，另一端焊接三叉形支撐桿，形成可調(diào)節(jié)的千斤頂組合工具，通過在地面井口采用長臂螺桿對稱調(diào)節(jié)千斤頂，使格構(gòu)立柱垂直并固定；再從格構(gòu)立柱內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)管，完成水下混凝土澆筑。

采用T形尺依附在格構(gòu)立柱表面，隨立柱一起下放至樁井內(nèi)。T形尺由橫尺、豎尺組成。豎尺安裝時(shí)與格構(gòu)立柱重心線平行，橫尺上方綁定水平工具尺，通過觀察水平工具尺的氣泡判斷格構(gòu)立柱是否垂直。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 旋挖灌注樁施工

根據(jù)樁位坐標(biāo)，先對其表面土層進(jìn)行場地平整（為提高格構(gòu)柱立柱的調(diào)垂精確度，建議地面標(biāo)高低于格構(gòu)立柱標(biāo)高1.5 m，即格構(gòu)柱頂部高出地面約1.5 m），并準(zhǔn)確放出樁中心點(diǎn)位以及十字控制定位線，并根據(jù)護(hù)筒的直徑測量出護(hù)筒的定位邊線。然后沿護(hù)筒邊線，在樁位的周邊場地澆筑厚200 mm的C20混凝土墊層，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，在混凝土墊層表面彈出格構(gòu)柱定位線。護(hù)筒深度宜為格構(gòu)柱長度的1/2。

在護(hù)筒安裝時(shí)，根據(jù)墊層面的測量定位，將深護(hù)筒吊運(yùn)至樁位，護(hù)筒與樁位中心對應(yīng)，采用振動(dòng)錘安裝護(hù)筒。在安裝過程中采用經(jīng)緯儀動(dòng)態(tài)監(jiān)測護(hù)筒的垂直度，保證護(hù)筒安裝位置準(zhǔn)確，護(hù)筒定位誤差控制在±50 mm范圍內(nèi)。按常規(guī)方法旋挖成孔。鋼筋籠與格構(gòu)立柱采用獨(dú)立分離式先后放置的方法。

在鋼筋籠下放到位后，將鋼筋籠的加長吊掛筋懸掛在護(hù)筒壁上。

3.2 格構(gòu)立柱安裝

在混凝土墊層上放置18#工字鋼作為格構(gòu)柱的支承工具，在工字鋼兩端焊接鋼板，并采用膨脹螺絲將工字鋼固定在墊層上。

同時(shí)，將加工成U形的鋼筋焊接在格構(gòu)柱兩側(cè)，采用14#工字鋼穿過U形鋼筋支承在18#工字鋼上（考慮到格構(gòu)立柱吊裝過程中調(diào)垂千斤頂?shù)膶挾龋?4#工字鋼可以先不進(jìn)行固定）。格構(gòu)柱井下吊裝前，先在施工現(xiàn)場對調(diào)垂千斤頂、T形尺等工具和格構(gòu)柱進(jìn)行組裝。

為提高格構(gòu)柱施工作業(yè)的效率，宜在場地內(nèi)選擇合適的地方進(jìn)行硬底化處理，上部采用鋼管或型鋼搭設(shè)格構(gòu)柱組裝胎架。格構(gòu)立柱地面固定基礎(chǔ)安裝如圖1所示。

圖1 格構(gòu)立柱地面固定基礎(chǔ)安裝

安裝調(diào)垂千斤頂時(shí)，首先在格構(gòu)柱表面選擇一個(gè)合適的高度位置（依據(jù)護(hù)筒深度及旋轉(zhuǎn)螺桿的規(guī)格確定），在格構(gòu)柱4個(gè)面各焊接2根槽鋼（宜為8#槽鋼），槽鋼的長度同格構(gòu)柱的寬度，然后將調(diào)垂千斤頂?shù)臐L動(dòng)軸承基座鋼板安裝于槽鋼內(nèi)部，滾動(dòng)軸承面與格構(gòu)柱表面接觸（為保證滾動(dòng)軸承能自由活動(dòng)，應(yīng)保證滾動(dòng)軸承基座鋼板與槽鋼邊肋的內(nèi)側(cè)凈空約5 mm）。

待4個(gè)調(diào)垂千斤頂安裝完畢后，再將槽鋼兩側(cè)焊接短鋼筋或封板，防止調(diào)垂千斤頂滑脫。T形尺安裝在格構(gòu)柱2個(gè)相互垂直的面上。在T形尺安裝前，先依據(jù)格構(gòu)柱上、下兩端的中心線（即重心線），平移至格構(gòu)柱一側(cè)，在格構(gòu)柱表面合適位置焊接2段角鋼，作為T形尺的固定基座，角鋼的型號(hào)依據(jù)栓釘?shù)母叨冗x擇，確保角鋼的翼緣線高出栓釘位置，并且與格構(gòu)柱的重心線平行。

T形尺的豎向鋁合金方通與格構(gòu)立柱的固定采用彈簧以及滾軸的方法，保證豎向鋁合金方通與格構(gòu)柱表面T形尺的固定基座緊密結(jié)合，同時(shí)，也為后期拔除T形尺施工做好準(zhǔn)備。

3.3 格構(gòu)立柱垂直度調(diào)節(jié)

格構(gòu)柱精確調(diào)垂時(shí)，首先轉(zhuǎn)動(dòng)X方向調(diào)垂千斤頂長臂旋轉(zhuǎn)桿，將千斤頂撐開，使格構(gòu)柱X方向?qū)斨猎O(shè)計(jì)位置。長臂旋轉(zhuǎn)桿由2人同步調(diào)節(jié)，旋動(dòng)方向一致，保證千斤頂往同一個(gè)方向移動(dòng)，旋動(dòng)的同時(shí)觀察T形尺上部橫向水平測量尺的氣泡，直至水平測量尺氣泡居中即可停止旋動(dòng)X方向千斤頂。

待格構(gòu)柱X方向垂直度調(diào)整完成后，再以同樣的方法旋動(dòng)Y方向的調(diào)垂千斤頂。同步觀察2根T形鋼的水平測量尺氣泡，直至兩尺的氣泡居中為止，即說明格構(gòu)立柱的垂直度已經(jīng)滿足要求，再將格構(gòu)柱上部焊接牢固。待格構(gòu)柱垂直度調(diào)整完成，并且焊接固定后，將T形尺按橫尺、豎尺分步逐一拆除，并做好保管存放工作，待下一根樁施工時(shí)使用。

格構(gòu)立柱井下護(hù)筒垂直度調(diào)節(jié)工作原理如圖2所示。

3.4 水下混凝土澆筑

在格構(gòu)柱調(diào)整就緒后，采用鋼管或型鋼搭設(shè)操作平臺(tái)，上部擱置混凝土料斗的支撐平臺(tái)。采用汽車吊配合將混凝土導(dǎo)管從格構(gòu)立柱的頂部放入格構(gòu)柱空腔內(nèi)，穿過格構(gòu)柱底部，直至樁底，然后將混凝土料斗架立在操作架上，為水下混凝土的安裝做好準(zhǔn)備。對灌注樁進(jìn)行二次清孔。待清孔完成后，采用天泵進(jìn)行混凝土澆筑，按常規(guī)方法完成灌注樁的水下混凝土澆筑工作?；炷翝仓僮髌脚_(tái)安裝如圖3所示。

4 工程應(yīng)用效益

圖2 格構(gòu)立柱井下護(hù)筒垂直度調(diào)節(jié)工作原理

圖3 混凝土澆筑操作平臺(tái)安裝示意

將逆作法格構(gòu)立柱井下護(hù)筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)應(yīng)用于深圳民生互聯(lián)網(wǎng)大廈項(xiàng)目中，施工完成后經(jīng)相關(guān)方現(xiàn)場檢查，格構(gòu)柱垂直度均控制在1/500，不僅滿足相關(guān)規(guī)范要求，而且取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

將傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)垂法、氣囊法和剪式千斤頂調(diào)垂法在該項(xiàng)目中的施工成本進(jìn)行對比。經(jīng)計(jì)算，機(jī)械調(diào)垂法總計(jì)增加施工成本約為324 980元，氣囊法總計(jì)增加施工成本165 400元，剪式千斤頂調(diào)垂法總計(jì)增加施工成本68 556元。

由此可得出，采用剪式千斤頂調(diào)垂法相比采用機(jī)械調(diào)垂法可節(jié)約成本256 436元，相比采用氣囊法可節(jié)約96 844元。

由數(shù)據(jù)對比可知，采用逆作法格構(gòu)立柱井下護(hù)筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)后的經(jīng)濟(jì)效益較為可觀，且控制效果較好。

5 結(jié)語

逆作法格構(gòu)立柱井下護(hù)筒千斤頂垂直度控制施工技術(shù)利用機(jī)械調(diào)垂法原理，在護(hù)筒面上部采用工字鋼進(jìn)行固定和支承，通過自主研制的逆作法格構(gòu)柱井下護(hù)筒垂直度糾偏工具，配合T形尺作為格構(gòu)柱垂直度測量工具，可以有效地實(shí)現(xiàn)格構(gòu)柱井下部分的頂撐，對格構(gòu)柱垂直度進(jìn)行精確控制。

該技術(shù)的調(diào)垂工藝便捷，構(gòu)造簡單，對工人操作技術(shù)要求不高，可操作性強(qiáng)，有效提高了逆作法施工中豎向支承柱的垂直度，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 代濤,方圓,李聰,等.基于BIM的大截面逆作法一柱一樁施工技術(shù) [J].施工技術(shù),2019,48(22):46-48.

[2] 潘華忠,梁儀,趙澤俊,等.大型立式儲(chǔ)罐環(huán)墻式基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].建 筑施工,2019,41(10):1799-1801.

[3] 李鑫洋,戈祥林,楊敏,等.高烈度地區(qū)大規(guī)模金屬軟鋼屈服型阻尼器 逆作法施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2019,48(20):81-83.

[4] 陳鵬,譚彬媛,羅藝,等.基坑反壓區(qū)剛性內(nèi)支撐在逆作法基坑支護(hù)施 工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2019,50(10):1173-1175.

[5] 李洪求,徐越,吳增良,等.逆作法在某既改下沉廣場項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)與 應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),2019,49(16):55-58.

[6] 應(yīng)宏偉,王小剛,郭躍,等.逆作法基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)三維m法及工程應(yīng)用 [J].巖土工程學(xué)報(bào),2019,41(增刊1):37-40.

[7] 王磊,關(guān)群.逆作法地連墻側(cè)移的監(jiān)測與數(shù)值模擬分析[J].合肥工業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018,41(7):962-967.

[8] 魏倩,汪浩,孫慶,等.基坑上下同步逆作法設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].施 工技術(shù),2015,44(21):40-43.

[9] 吳昌將.深大基坑中大開口順逆復(fù)合工法的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu), 2013,43(增刊1):893-897.

[10] 盛春陵,李仁民,王守超,等.逆作法中立柱調(diào)垂方法探討[J].巖土工 程學(xué)報(bào),2012,34(增刊1):595-597.

[11] 王慧.改進(jìn)型鋼立柱施工調(diào)垂裝置設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐[J].中國住宅設(shè) 施,2016(2):52-55.