土建施工大型樁柱施工法

摘要：響螺灣交通樞紐配套市政工程，位于天津市濱海新區響螺灣中心商務區。本工程由天津濱海新區建設投資集團有限公司興建，由鐵道部第三勘察設計院集團有限公司設計。本標段土建施工包括軌道交通地下結構工程B1線，本標段B1線為地下2層，車站規模為3臺6線，深度約為21m；軌道交通地下結構工程Z1線（京津城際站場及B1線車站正投影下方的Z1線地下結構工程），本標段Z1線為地下三層，深度約為28.5m，總建筑面積約25794m2。目前本標段的主要施工任務為施工直徑為2.2米的AM旋挖擴底樁共計212根，直徑為2.4米的AM旋挖擴底樁共計30根，鋼管柱樁119根，格構柱樁63根。構柱樁63根。

關鍵詞：土建；施工；建設

一、施工重難點

（一）大直徑樁垂直度控制。選用性能優良的旋挖鉆機，配備全自動垂直調平系統，要求操作手精心控制；同時在成孔過程中使用測量儀器抽檢鉆桿垂直度，使用超聲波儀分階段檢查垂直度。

（二）鉆孔定位控制。測量放樣時通過多次復核的方式使定位精準， 鉆孔施工時，使用定位架，并預埋開孔套筒，鉆機就位時保持底座平穩，鉆頭中心采用樁定位器對準樁位。

（三）沉渣厚度控制。當成孔作業達到預定深度后，進行空鉆旋轉，直至孔底沉渣基本清除干凈。然后在澆注混凝土前使用普通導管的空氣升液排渣法或空吸泵的反循環方式進行二次處理。

（四）吊裝安全控制。理論計算結合實際經驗，合理設置滿足安全要求的吊點；鋼筋籠采用320t主吊和220t副吊雙機抬吊方式起吊、10點起吊的方式。

（五）鋼管柱定位精度控制。中間樁鋼管柱的安裝中難點在于定位精度問題。

二、中間樁柱施工說明

本工程中間樁柱施工時，直孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用兩點定位法、鉆孔樁采用旋挖鉆機常規方法施工；擴孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用HPE工法、擴孔樁采用AM工法施工。

（一）兩點定位法施工用鋼套筒說明。在兩點定位法施工過程中，鋼套筒的作用是為完成鋼管柱自動定位器安裝及相關工作而提供安全保障，既保護樁孔內施工人員的安全，也能防止施工過程中塌孔等意外情況對鋼管柱安裝質量所產生的不利影響。

鋼套筒總長度約為20.7m，底部錨入混凝土1m。在地面分３節加工，底部不可拆除部分為下節（約長4.5m），頂部保證吊裝安全部分為上節（約長15.7m），中間連接部分為中節（約長0.5m）。

吊裝時下節與鋼筋籠焊接后整體吊裝；上節與中節內法蘭連接后整體吊裝；在孔口對接時將中節和下節通過外法蘭連接，最終使鉆孔樁鋼筋籠和鋼套筒形成整體后下放到位。

中間樁柱施工完成后，頂拔回收上節鋼套筒并進行重復利用。

（二）兩點定位法施工用定位器說明。自動定位器是一種預先加工的裝置，自動定位器的作用是通過其構造特點實現對鋼管柱的引導、限位、精確定位的功能。

安裝時采用可調式連接螺栓(豎向)將先行焊在鋼套筒上定位穿孔鋼板和定位器上的定位十字板連接。同時進行水平方向、垂直方向精確校正，確保其平面位置、高程和垂直度滿足設計及施工規范后，將自動定位器和鋼套筒、定位器錨固筋焊接形成整體，并澆注高強度混凝土將其錨固固定。

三、中間樁柱蓋挖逆做綜合施工方案

本工程中間樁柱施工時，直孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用兩點定位法、鉆孔樁采用旋挖鉆機常規方法施工；擴孔灌注樁上部鋼管柱安裝采用HPE工法、擴孔樁采用AM工法施工。

（一）施工準備。硬件準備：場地、測量人員、儀器設備、材料等；技術準備：圖紙審核、施工方案及交底等。

（二）樁心定位及埋設開孔鋼護筒。1.在控制樁上架設儀器，利用極坐標法正倒鏡放出樁柱中心點位置。2.在放好的樁點處拉十字線，引到樁柱的外側，放置定位架，使定位架的中心點與十字線的中心重合，用儀器進行樁點復測。3.開孔鋼護筒要根據設計樁位中心線埋設，其位差應不大于50mm，護筒具有定位導向鉆頭的作用，同時也具有圍護孔口防止坍塌的效果。

（三）成孔、清底驗槽。成孔選用性能優良的鉆機、重點控制泥漿指標、孔的垂直度、沉渣厚度、等指標。

（四）吊裝鉆孔灌注樁鋼筋籠及鋼套筒。1.在下放鋼套筒及鋼筋籠之前，在孔口預先置放安裝平臺，它控制鋼套筒的下放標高，又可固定鋼筋籠和鋼套筒，便于在孔口進行連接。2.吊裝施工時，鉆孔灌注鋼筋籠和下節鋼套筒焊接，采用10吊點、雙機抬吊整體吊裝；中、上節鋼套筒采用內法蘭連接，采用4吊點、雙機抬吊整體吊裝；先后兩次吊裝作業最終在孔口通過外法蘭形成對接，然后整體下放入孔。

（五）第一次灌注（鉆孔灌注樁）。1.灌注流程：安設導管→使球膽與導管內水面緊貼→ 吊放大漏斗、灌注封底混凝土→連續灌注至預定標高。2.中間樁柱混凝土灌注共分四次。3.第一次灌注樁基混凝土至預定位置，即自動定位器錨固底邊以上1.5m處，該1.5m混凝土屬于超灌量，安裝定位器前需鑿除。

中間樁水下混凝土澆筑完后，用砂石對鋼套管四周進行回填至護筒口，以達到穩定鋼套管的目的，方可拆除施工平臺和鋼護筒

（六）抽排鋼套筒內泥漿。在樁基混凝土灌注至要求高度后約6小時，即樁頂混凝土初凝后即可抽排鋼套筒內泥漿，以便工人下到鋼套筒內，進行清理并鑿除樁頂浮漿及混凝土至定位器底部錨固面并安裝定位器。

（七）樁底樁側注漿。每根鉆孔灌注柱設置聲測管4根；注漿管樁側2根、樁底3根，下端安裝特制的單向截流閥。混凝土澆筑完成且達到一定強度后開始注漿。

（八）樁頂混凝土鑿除（1.5m）。在樁口搭設小型臨時龍門架，采用電動葫蘆進行垂直運輸，將施工人員、機具吊運至護筒底，用風槍鑿除柱基表層混凝土至自動定位器的定位十字板底位置。施工時需設置保護措施和空口看守，并及時向套管內輸送新鮮空氣，改善作業環境

（九）安裝自動定位器、第二次灌注（定位器錨固）。安裝自動定位器，調整定位器精度符合設計要求后，打開上、中節鋼套管間內法蘭連接的2/3螺栓，并拆除剩余1/3螺栓的螺帽（螺帽設置在下端）。然后進行中間樁柱的第二次澆筑，即500mm高C50早強定位器錨固砼。

（十）吊裝鋼管柱、鋼管柱上下端定位。待定位器錨固混凝土灌注4小時后，強度達到20MPa時，便可起吊下放鋼管柱，起到方式為用220t和50t履帶吊車雙機抬吊。

鋼管柱底部可直接嵌入定位器，通過標高測定柱底與定位器的吻合程度。通過設置在鋼套筒與柱體之間的4只可調式花籃螺栓進行柱體上端定位，花藍螺栓可對柱體位置進行微調。精確校正鋼管柱頂標高、縱軸線位置及垂直度。

（十一）第三次灌注（鋼管柱下端錨固）。定位精度達到要求后，用小導管從鋼管柱外側澆筑鋼管柱C50自密實錨固混凝土砼至底板底標高以上0.5m。

四、結論

經過嚴密計算和精確測放點位，埋設樁柱點位精度達到±3cm，符合要求，垂直度檢測均未超過0.2%允許值，說明這種測量放樣作業方式能夠滿足施工要求和精度要求。