地鐵車站鋼管混凝土柱施工方案

韋禮群

摘要：鋼管混凝土柱在地鐵施工中起著永久承重的作用，因此鋼管混凝土柱的施工工藝和主要質(zhì)量保證措施尤為重要。本文針對地鐵車站的剛度和抗震問題，以皇姑屯站為例進(jìn)行分析，闡述鋼管混凝土柱的施工方案，并對存在的安全隱患做出相應(yīng)得防范措施，這對施工過程中的安全保障和質(zhì)量保障是非常有意義的。

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土柱：施工工藝;質(zhì)量;安全

隨著城市的快速發(fā)展，交通問題日漸突出，地鐵作為交通工具之一，能夠很有效的解決這一問題，并且越來越受人們青睞。而地鐵車站施工中最重要的是結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定和安全，本文以沈陽皇姑屯地鐵車站為例，闡述鋼筋混凝土柱在施工中的工藝和施工方案，這對于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和施工質(zhì)量的提高有著很重要的意義。

1工程概況

皇姑屯地鐵車站主體設(shè)置28根A1000鋼管混凝土柱，車站兩端各設(shè)1400*1400mm壁柱一根。鋼管混凝土柱上下中導(dǎo)洞間土體采用人工挖孔，人工挖孔孔徑為2300mm，護(hù)壁厚度為150mm，采用C25噴射混凝土。鋼管混凝土柱主要設(shè)計參數(shù)見下表1。

2鋼管混凝土柱的制作工藝及運輸?shù)跹b

2.1鋼管柱的制作工藝

鋼管柱制造的質(zhì)量非常重要，所以全部要在合格的工廠進(jìn)行。加工時嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。根據(jù)導(dǎo)孔中的提升高度，將鋼管柱分成四個部分，并用16mm厚的鋼板軋制，制作工藝見圖1。鋼管混凝土柱具體加工方法如下：

（1）所有構(gòu)件劃線下料，直線或圈采用自動切割機切割板材，全部打坡口后打磨和磨平切口。

（2）鋼管制作用三輥卷管機卷制直徑為1000mm。

（3）鋼管縱縫內(nèi)側(cè)先安設(shè)襯板，再采用自動埋弧焊焊接，確保焊透焊縫飽滿后對焊縫表面進(jìn)行清理，確保焊接要求。

（4）管與管環(huán)向焊縫連接將兩管安放在工裝臺（經(jīng)經(jīng)緯儀反復(fù)監(jiān)測中心對稱水平垂直固定）進(jìn)行組對管內(nèi)采用手工焊連接焊縫深度達(dá)5mm厚并清根處理，再采用自動埋弧焊焊接。

（5）法蘭盤與管連接主要采用測量水平垂直，找出中心點，確保同心度，筋板焊接全部采用氣體保護(hù)焊焊接。

（6）頂法蘭底板加工按圖紙尺寸要進(jìn)行加工，管與管之間法蘭盤按每組一對加工確保孔距和角度要求。

（7）卷體鋼管按組對預(yù)裝校尺，在水平儀、經(jīng)緯儀操作下，柱兩端法蘭盤垂直水平中心線對稱，掛線，采用多點測量調(diào)整，多點對稱手工焊接，固定后采用氣體保護(hù)焊焊接達(dá)到焊縫飽滿，根據(jù)圖紙進(jìn)行編號，進(jìn)行除銹，刷防銹漆。

2.2鋼管柱的運輸、吊裝

鋼管柱通過龍門起重機從豎井門下降，鋼管通過分段輸送送到主體上層的導(dǎo)向孔。上中導(dǎo)洞開挖時在鋼管柱位置預(yù)埋好C28吊環(huán)，鋼管柱采用導(dǎo)洞拱頂預(yù)埋吊環(huán)分節(jié)吊裝。用手動葫蘆和絞車提升第一根鋼管柱，沿挖孔徐徐下放，待接近定位螺桿時調(diào)整位置，對齊底部法蘭螺栓孔后，慢慢降低它并接觸螺母。在提升第二根鋼管柱之前，確保其正確并固定，然后慢慢放下與第一根鋼管柱對接并擰緊螺栓以重復(fù)該過程，直到鋼管柱用螺栓固定。吊裝時應(yīng)防止鋼管柱的變形。

鋼管柱安裝前對鋼管柱底面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，鋼管柱底法蘭靠近底縱梁時必須注意保證位置準(zhǔn)確及鋼管柱垂直度，12根定位桿對準(zhǔn)底法蘭螺栓孔位置后方可將鋼管柱徐徐落下直至與定位桿上螺母接觸密帖，檢查鋼管柱的外輪廓與測量位置的偏差和垂直度，并在確定之后擰緊上螺母。

3鋼管柱的施工方案及技術(shù)措施

鋼管混凝土柱的施工流程見圖2。

3.1挖孔樁施工

（1）施工方法

在主體的上導(dǎo)孔和下導(dǎo)孔之間構(gòu)造手動挖掘樁，并且在上下穿過之后安裝鋼管柱，并且鋼管柱基礎(chǔ)是下導(dǎo)向孔的底部引導(dǎo)梁。

導(dǎo)洞貫通后，進(jìn)行樁位放線定位，切除上導(dǎo)洞底部格柵，施工孔樁鎖口，第一節(jié)護(hù)壁豎向鋼筋與格柵焊接，保證混凝土護(hù)壁不下沉位移。每個開挖深度為0.5-1.0米。擋土墻每個墻的高度為1.0米。孔內(nèi)棄碴采用電動卷揚機提升，三輪車運出洞外。人工挖孔樁護(hù)壁構(gòu)造圖見圖3。

（2）施工工藝

①施工機具

挖掘主要基于簡單和輕便的工具，如鐵鏟，鐵鏟，錘子和風(fēng)鏟。挖掘工具包括旋轉(zhuǎn)機架，電動葫蘆，鋼絲繩和鏟斗。機架采用型鋼焊成的3600旋轉(zhuǎn)角式機架，其上安置電動卷揚機，通過鋼絲繩將吊桶垂直提升出土。人工挖孔垂直運輸見下圖所示。

②挖孔

車站主體上導(dǎo)內(nèi)孔樁按照底縱梁施工順序分段進(jìn)行施工。挖掘過程不間斷地進(jìn)行。

在鉆孔過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求及時保護(hù)孔壁，即每隔1.0米噴灑一次，其厚度為15cm的護(hù)壁砼，在護(hù)壁圈內(nèi)按照設(shè)計要求配置鋼筋，如土質(zhì)不良，則減小開挖循環(huán)進(jìn)尺。開挖到下導(dǎo)洞拱部的初期支護(hù)時，采用人工鑿出支護(hù)砼，切斷鋼筋，并及時施作護(hù)壁噴射砼。

3.2鋼管柱的定位與固定

鋼管柱由12-22定位桿定位。底縱梁混凝土澆柱時鋼管柱法蘭范圍內(nèi)預(yù)留5cm暫不澆至設(shè)計標(biāo)高，鋼管柱安裝時采用螺母調(diào)整底面標(biāo)高，待澆筑柱內(nèi)砼時將法蘭底5cm間隙采用高強砂漿填充密實。

在澆筑混凝土和頂部縱梁施工期間，為了防止鋼管柱頂部發(fā)生偏移，在孔的上下50厘米和孔的下部移動中間部分的孔的擋墻與鋼管的柱之間的間隙填充沙子，并且添加水以使其致密。砂子填充過程必須均勻下料以保證鋼管柱受力平衡，對鋼管柱測量跟蹤以保證中心位置及垂直度。填砂前為保證鋼管柱垂直度用腳手架橫桿加頂托固定鋼管柱

3.3鋼管柱柱內(nèi)砼灌注

鋼管混凝土采用商品混凝土，混凝土等級為C50，混凝土坍落度為18-22厘米。用連續(xù)灌注的方法通過泵送對鋼管柱進(jìn)行灌注，中途不得停止，若必須停止時，堅決不允許超過混凝土的最終凝結(jié)的時間，每次澆筑前先用厚度為10-20cm的同等級的水泥砂漿澆筑一遍，為避免混凝土粗集料自由下落而發(fā)生反彈現(xiàn)象。灌注中為充分排出管內(nèi)混凝土中的氣泡及混凝土的密實，使用特殊的長振動器用于振動管道的外壁，然后小型振動器用于對稱振動管道的外壁。

混凝土灌注至低于管頂1m位置時暫停，吊裝并固定柱頂鋼筋籠后繼續(xù)澆注（必須保證混凝土初凝前吊裝完畢）。澆灌完成后，檢查澆灌混凝土的質(zhì)量時，應(yīng)使用敲擊鋼管的方法。如果某些部件不致密，則采用鉆孔和灌漿方法進(jìn)行補償，并通過修補焊接密封鉆孔。

4主要質(zhì)量保證措施

4.1垂直度保證措施

（1）孔樁開挖時必須及時對垂直度及孔徑進(jìn)行檢查。

（2）上下層導(dǎo)洞控制點在鋼管柱安裝前進(jìn)行閉合導(dǎo)線測量，鋼管柱柱腳定位與上層導(dǎo)洞柱頂?shù)膶?dǎo)線定位統(tǒng)一采用上層導(dǎo)洞的中心點。

（3）上層導(dǎo)洞鋼管柱中心測繪出來后，及時在柱腳板上劃出鋼管柱在柱腳板上的就位輪廓，并彈出十字線。

（4）鋼管柱定位后，孔口澆注鎖口，鋼管柱與護(hù)壁間填砂固定。

4.2混凝土澆注質(zhì)量保證措施

（1）采用微膨脹C50商品混凝土，嚴(yán)格過程檢驗，保證混凝土性能符合設(shè)計要求。

（2）灌注中為充分排出管內(nèi)混凝土中的氣泡及混凝土的密實，定制長振搗器振搗，確保混凝土搗固質(zhì)量。

5結(jié)論

（1）對于施工中的特殊部位和主要困難，工程技術(shù)人員應(yīng)事先制定專項施工方案和技術(shù)要求。合理安排施工順序和過程的切換，避免不合理的過程重疊和質(zhì)量問題。

（2）鋼管混凝土柱具有良好的耐久性，在地鐵工程中，能夠很大程度提高地鐵車站的使用年限。

（3）鋼管混凝土柱施工作為工程最重要的內(nèi)容之一，一定要堅持質(zhì)量層層把關(guān)，對工程施工過程中容易發(fā)生重大安全問題的部位、環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)督，提前做好應(yīng)急救援預(yù)案，不但可以提高施工的質(zhì)量，并且對施工的效率和安全有很大的保障。