盖挖逆作法大跨度结构桩中柱施工技术及质量控制要点.docVIP

盖挖逆作法大跨度结构桩中柱施工技术及质量控制要点 陈永祥 中铁十五局集团华南公司 【摘要】盖挖逆作法施工是近年发展起来的保证大跨度、大荷载结构施工安全质量并兼顾经济性的有效施工方法。在盖挖逆作法施工过程中，永久性承载结构柱（一般采取桩中柱）施工成为盖挖逆作法施工质量控制的重点。本文以目前世界最大的地下火车站广深港客运专线福田站工程为例，主要阐述了盖挖逆作法施工过程中桩中柱的施工工艺流程，并详细介绍了从钻孔桩施工、钢结构加工、大型钢结构柱吊装、定位、柱芯混凝土灌注等重点施工工序的质量控制要点。 【关键词】盖挖逆作 桩中柱 施工工艺 质量控制 广深港客运专线福田站位于深圳市福田区市民中心广场西侧益田路与深南大道交叉处、益田路下方，呈纺锤形南北展开，下穿福中一路、深南大道、福华一路、福华路。为地下三层客运车站，站场规模4台8线。东西走向的深圳地铁2号线、11号线与该车站在地下二层呈“十”字交叉。 福田站为地下三层客运车站，站场规模4台8线。车站全长1023m（内衬墙外边线），设计里程：DK110+966.00～DK111+987.00。主体结构分五个施工段，跨度最大为第四施工段，采用盖挖逆作法施工，基坑宽78.86m，长247.9m，为地下3层5跨标准断面。底板埋深约32m。车站共设12个出入口，11组地面风亭及6个消防疏散口，1道采光井（217.1m×9m），1座300m3的室外消防水池和4座冷却塔。总建筑面积134608m2（含附属建筑），其中主体建筑面积121083.10m2，出入口建筑面积6251.6m2，风道建筑面积4450.7m2，消防疏散通道面积952.6m2，采光井面积1264m2，详见图1-1福田站平面示意图。 图1. 福田站平面示意图 一、施工方法和施工工艺流程 福田站主体结构采用盖挖逆作法施工，永久性承载立柱为1600×35mm钢管柱，施工段四共设82根直径1.6m钢管结构柱，为26#～46#轴，柱底部为扩大承台，柱下为2.8m抗拔桩（桩顶部分采用2750×20mm钢套管作维护），桩长为21-38m(从结构底板底部起算，空桩约32m)不等。 永久性结构柱（桩中柱）施工流程为： 1、柱下桩砼灌注完成终凝后，及时将2750×20mm钢套管内剩余泥浆抽干，人工凿除定位器设计标高以上部分砼。 2、测量放出桩中心十字线，进行下定位器安装，浇注C40承台混凝土至定位器位置，固定定位器。 3、待固定定位器混凝土达到一定强度后复核下定位器中心位置，将整体制作的1600×35mm钢管柱吊装入孔，底部采用定位器定位，顶部采用花篮螺栓微调，保证上下均符合设计定位要求。 4、定位完成后，对钢管柱进行上下外侧架设型钢加固，浇筑孔内砼至设计标高，结构柱外侧回填中粗砂。 桩中柱施工工艺流程详见见图2、图3。 图2桩中柱施工工艺流程 图3桩中柱施工流程示意图 1、施工3.0m钢筋混凝土护壁兼做钢套管承载基础。 2、钻孔桩施工，严格控制孔位孔径和各泥浆参数，安装钢套管，灌注桩身砼至下定位器以上1.0m，并确保钢套管伸入桩身混凝土的长度。 3、1600×35mm钢管柱加工安装 钢管柱由专业钢结构公司加工制作，运至现场后安装就位。为保证起吊刚度，钢管柱采用300t履带吊和150t履带吊联合吊装。钢管柱长按30m计，重量为41.4T。在吊装前重点对吊车与构件的间距及吊点焊缝进行严格检算，并对吊点焊缝进行检查。 钢管柱在吊装过程中吊点设置在工字钢支撑位置，防止变形。孔口固定T形钢及工字钢支撑详见图4，吊点布置详见图5。  图4 固定T型钢和工字钢支撑示意图 图5 吊点布置图 4、下定位器安装 结构柱下桩浇注混凝土时一次浇注到相对标高（相对站台装修标高）－5.407位置，桩身浇注后及时抽干泥浆，破除混凝土到设计标高－6.407，安装下定位器，混凝土浇注顺序及定位器安装详见图6 图6 下定位器安装详图 桩基施工完成后，在混凝土初凝而未终凝前使用泥浆泵将桩孔内的护壁泥浆抽走，最后人工凿除－6.407以上混凝土。彻底凿除浮浆，保持砼面新鲜并达到设计强度，而后安装承台钢筋网及二次浇筑混凝土。 自动定位器呈十字锥形，由3cm钢板型组焊而成（见图7），锥底宽度比钢管内径小10mm（单侧）。主要包括锥型引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度，限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高。定位器的制作质量必须严格控制，并保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。 图7 下定位器安装大样图 定位器的安装主要包括2个方面的工作：第一，将定位器水平板面标高调整到设计钢管柱底标高；第二，将定位器中心与设计钢管柱中心对中。