深基坑逆作法支承鋼管柱施工技術

王守貞

河南五建建設集團有限公司，河南 鄭州 450000

1 工程基本介紹

本研究的工程為某城市兩個軌道交通線的換乘站，處于交叉路口的位置。總體設計來看，為T 型換乘。一條軌道交通線路車站是地下3 層，基坑的深度大約為28.14 米，寬度大約為22.8 米；另一條軌道交通線路車站是地下 2 層，基坑深度是20.7 米，寬度大約為 22.4 米。在工程施工中采用蓋挖逆作施工技術。換乘車站采用的豎向支承樁直徑大約為1900 毫米，所使用的鋼管混凝土柱，壁厚為20 毫米，直徑為750 毫米、850 毫米和900 毫米，法蘭直徑的最大值是1590 毫米，柱子的長度是30 米。安裝鋼管柱所采用的施工技術是 HPE 液壓垂直插入法，插入到樁頂之下的 3.84 米位置。

2 工程施工場地的環境條件

根據施工現場的勘探中所獲得的資料可以明確，工程施工場地軟土較多，這里距離河漫灘比較近。施工場地中，基巖的深度距離底面24 米，從底面至基巖之間的土層主要成分是粉土、粘性土，還包括一些沙土，這些土交互沉積，形成沉積層。土層中一些部位是軟弱土。粉土中，灰褐色土比較多，部分為黑色的粘土。工程施工場地有豐富的地下水。

3 工程施工的重點和難點

深基坑施工的主要內容是地下的框架結構，施工中采用蓋挖逆作法展開施工。基坑的施工的主要內容包括地下連續墻圍護，鉆孔灌注樁基礎的擴底，鋼管混凝土柱的施工和使用環節。在具體的施工中，重點和難題主要體現在如下方面：其一，基坑的柱或者樁的成孔可以達到56 米的深度，有效樁長都要打入到已經風化的巖層中。這部分施工是很大的難度的；其二，在基坑施工中采用逆作施工技術的時候，對支承樁柱施工中可能產生的沉降問題高度重視，還要重視鋼管混凝土柱的垂直度是否符合標準。嚴格按照設計要求確定鋼管混凝土柱的垂直度，按照施工技術的有關規定，將其控制在 1/600 之內［1］。施工中鋼管柱的長度如果超過30 米，偏差就會有所增加，要控制要偏差，是偏差值不超過55 毫米，這個難度是非常大的。工程的主體結構施工要保證質量，就需要高度重視這方面的問題；其三，將鋼管混凝土柱安裝到灌注樁當中，鋼管柱的法蘭盤直徑的最大值可以達到 1.5 米，灌注樁鋼筋籠的直徑為2000 毫米，內徑為1658毫米，兩側的間隙超過30 毫米。在安裝鋼管柱的時候，很有可能存在較大的偏差。要將偏差校正好是存在一定高度難度的。

4 工程施工中需要采取的技術措施

4.1 工程施工中采用大功率旋挖鉆機成孔技術

工程中，鉆孔的直徑比較大，而且非常有深度，樁身都要打入到風化巖層當中，這個施工難度是很高的。施工中選用的成孔設備是BG40 大功率旋挖鉆機進行鉆孔施工。旋挖鉆機的扭矩最大值可以達到280 千牛·米，擴大頭部所在位置所采用的是 AM6200 型可視可控全液壓旋挖鉆機，設備為自動化控制，將參數輸入到電腦中，采用影像監控，就可以看到鉆孔施工的過程。采用這種技術進行施工，不僅成孔的直徑比較大，而且很深，施工質量有所保證，施工效率提高，特別是垂直精度非常高［2］。在施工的場地是粉土、粉質粘土和粉細砂層，這樣的土質不僅壓縮性很強，而且低強度非常低。在進行成孔施工的過程中，就要根據工程需要將穩定液比重增加一些，調整好鉆機的運轉速度，避免產生塌孔的問題。

4.2 工程施工中采用HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法

基坑施工的過程中采用HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法，鋼管柱的垂直度會有所保證。HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法的實施，是按照兩點一線的原理，通過HPE 液壓垂直插入鋼管柱液壓將2 個液壓定位器插入對鋼管柱的垂直度做出調整，之后將垂直插入裝置充分利用起來，抱緊鋼管柱。采用這種工藝技術可以確保鋼管柱垂直度控制在合理的范圍內容。本工程將垂直度控制在1/500 以內，由此降低安全事故發生率，工程的進入即開了，工期縮短，施工投入的成本降低。當鋼管柱的長度超過20 米的時候，采用這種施工技術效果更好［3］。

其一，HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法施工中需要遵循的要求。HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法施工中，要求鋼管柱對接的焊縫表面非常平整而且干凈，不能有不平整的現象。內側焊接有格構柱搭接板。鋼管柱的長度不超過 34 米，法蘭自身有一定高度重量，可以達到大約 15 噸左右。按照HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法工藝技術要求，鋼管柱頂部法蘭不可以先安裝，而需要后安裝，中部和底部的法蘭需要HPE 液壓垂直插入鋼管柱垂直插入到指定的位置。在定位裝置安裝之前，可以發揮其自重的作用，下降到HPE 液壓垂直插入鋼管柱插入機的底部，鋼管混凝土柱底部為封閉狀態。鋼管柱下降到一定的深度之后，就會在泥漿的浮力的作用下不能繼續下沉，這就意味著浮力已經超過鋼管柱的自重，此時，就需要在鋼管柱的內部加放配重，也可以在鋼管柱中澆筑混凝土，保證其順利下沉到機底部［4］。鋼柱的定位要準確，且保證垂直度，在完成鉆孔灌注樁的灌注施工之后，就要及時平整場地，之后將土夯實，保證地面的平整度一致，使得HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法能夠有效實施，HPE 液壓插樁機準確定位。施工中，對插入鋼柱的需要要充分考慮，灌注樁混凝土的速度要把握好，要有緩凝時間。考慮到混凝土澆筑施工中有運輸的時間、澆筑的時間以及HPE 液壓垂直插入鋼管柱的時間和九尾的時間，就要對時間合理安排，澆筑混凝土所延遲的時間要超過36 小時。

其二，HPE 液壓垂直插入鋼管柱工法施工需要按照規定的流程展開。將鋼管混凝土柱安裝在灌注樁內，鋼管柱的法蘭盤直徑的最大值可以達到 1.5 米，鋼筋籠的內徑是1658 毫米，兩側的間隙是30 毫米。要控制好成樁的垂直度，通常偏差不能超過1/300 的偏差。這個施工環節很容易在鋼管柱安裝的過程中出現偏差。為了避免防止鋼管柱的偏差已經超過了可以校正的范圍，就要適當地增加鋼管柱底標高以上的成孔直徑，所安裝的法蘭盤的直徑要有所增大，可以達到2280 毫米。在加工鋼筋籠的過程中，對于插入到鋼管柱部位的鋼筋籠要放大直徑，形成一個喇叭口，此時，鋼筋籠的上口內徑是1915 毫米，鋼筋籠與鋼管柱法蘭之間的間隙也要有所增加，可以達到160 毫米，成孔垂直度會產生偏差，但是不可以超過 1/300。

5 工程施工中一柱一樁實施獲得的效果

一柱一樁施工的質量對逆作階段的結構會產生一定的影響，主要體現在受力方面，同時也會影響到永久結構柱外包混凝土施工質量。工程施工中采用一柱一樁，一共是 100 根，施工中采用先進的技術，引進先進的設備，樁孔成孔施工中嚴格控制質量，還要控制好鋼管柱的垂直度，在整個的施工過程中還要做好監控工作，鋼管柱垂直度符合設計要求的超過90%。雖然一些鋼管柱在挖土的時候產生偏移，采用結構補強措施之后，偏差消除了，符合設計要求。

6 結束語

通過上面的研究可以明確，城市地下空間不斷地開發，得到合理利用，逆作法得以應用。在開挖基坑的時候，要對重視豎向支承樁柱的連接，提高其承載力，減小沉降。本文主要研究深基坑施工中采用逆作法支承鋼管柱的技術，提出科學有效的施工措施。