一種可重復使用格構柱定位方法研究

江一舟

(深圳長勘勘察設計有限公司，廣東 深圳 510083)

1 引言

基坑朝超深發展，地質環境條件日趨復雜，對變形控制要求極高，因此基坑常采用內支撐支護。立柱樁是支撐體系的豎向受力結構，主要由鋼格構柱與灌注樁焊接構成。施工立柱樁是在現狀地面或首層支撐梁位置進行，基坑深度越深立柱施工難度也就越大，經常出現鋼格構柱轉動方位偏差、偏斜垂直度難以保證的現象，直接影響格構柱與支撐梁的銜接，嚴重時會影響支撐體系的受力及安全性。因此鋼格構柱的精確定位、垂直度控制是保證支撐體系質量和穩定性的關鍵。筆者通過長期施工經驗的積累，設計一種簡易又可重復使用的格構柱定位裝置，通過對鋼格構立柱施工工藝上進行簡單調整，解決格構柱的方位及垂直度問題。

2 現有技術方案

目前基坑立柱樁的施工流程是先采用旋挖，鉆(沖)孔機械進行立柱樁的灌注樁部分的成孔施工，到達設計孔深并清孔，再采用起吊設備吊裝立柱灌注樁鋼筋籠，通過人工焊接使鋼格構柱與鋼筋籠連接，然后下放其至設計標高，最后通過吊裝設備和人工配合的方式調整格構柱的方位與垂直度。這種施工工藝通過格構柱多次起吊，人工轉動來對立柱樁的方位及垂直度進行調整，常因調整難度大，定位精度不夠，后續需要進行調整設計；其次，多次調整浪費工時，影響施工進度，存在安全隱患。

3 解決方案

本文通過設計一種簡易可重復使用的格構柱定位裝置，目的是在立柱樁施工工過程中通過安全、快捷的操作，控制立柱樁的轉動和偏斜，保證方位和垂直度滿足設計要求，保證基坑支撐體系安全。本設計方案的工作流程：(1)先用全站儀放樣，定位出通過鋼護筒“1”截面圓心的支撐梁軸線A-A(見圖1)；(2)截取500 mm高的鋼護筒作為定位護筒“2”(見圖1)；(3)在相互垂直且通過“2”截面圓心的軸線B-B方向共設置4個“U”型定位卡槽“3”，其規格40 mm×50 mm，底部為內徑40 mm(見圖1)；(4)將位于上部定位鋼護筒“2”與位于下部鋼護筒“1”進行絲扣連接；使“2”的截面過圓心軸線B-B與“1”的過圓心截面軸線A-A平行(見圖1)；(5)設置兩根定位螺桿“7”，其規格：直徑40 mm，兩端配套相應螺母“8”(見圖3)；(6)“7”的中部設置螺桿凹槽“9”及預留螺桿孔“10”(見圖3)；(7)在相互垂直且通過“4”截面形心的四側綴板“11”方向設置定位孔“5”、“6”，規格“5” 兩個，孔徑50 mm，規格“6” 兩個，孔徑70 mm(見圖2)；(8)將第一根“7”插入“5”內，第二根 定位“7”插入“6”內；調整位置，使兩根“7”相交中心與“4”截面形心重合；再將“12”插入“10”內，兩端通過“13”固定控制垂直度(見圖3、圖4)；(9)完成格構柱“4”與立柱鋼筋籠進行焊接，然后吊裝至設計標高；(10)旋轉方向使得兩根“7”分別嵌入相應“3”內完成方位定位(見圖4)；(11)向立柱樁孔澆筑混凝土，待混凝土初凝后，松開“8”、“13”，取出“7”和“2”重復施工另一根立柱樁。

圖1 護筒結構示意圖

圖2 綴板定位孔結構示意圖

圖3 定位螺桿、螺母結構意圖

圖4 定位裝置俯視結構示意圖

4 結論

本定位裝置主要由定位螺桿、定位護筒、定位卡槽三部分組成。通過螺紋調節固定定位護筒與施工鋼護筒，確定格構柱準確位置；再將定位螺桿穿入格構柱初步固定，吊裝下降嵌入定位卡槽內，通過螺母調整保證格構柱垂直度；待澆筑完混凝土后拆卸裝置可以重復利用。

本定位裝置具有構成簡單、操作簡潔、重復使用等特點，具有較強的適用性、經濟性和安全性。