逆作法工程桩内安插永久钢立柱一桩一柱工法.docx
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逆作法工程桩内安插永久钢立柱一桩一柱工法
逆作法工程桩内安插永久钢立柱(一桩一柱)工法
0.前言
随着中国城市建设的跨越式发展,越来越多的深基坑工程采用逆作法施工,与传统的深基坑施工方法相比,逆作法具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点,它克服了常规临时支护存在的诸多不足之处,是进行可持续发展的城市地下空间开发和建设节约型社会的有效经济手段。
逆作法施工的一桩一柱,即作为逆做施工阶段的承重构件也是后期主体结构柱,因此无论是受力要求、建筑功能要求,对其定位、垂直度等要求非常高,因此一柱一桩的钢柱满足规范要求的轴线偏差控制在±5mm以内,垂直度控制在1/500以内,施工难度较大。
一般的常规方法较难满足要求。
本青奥中心双塔楼及裙房项目一桩一柱施工中采用了逆作法钢立柱的工法,在实践施工过程中,对于加快施工进度、保证施工质量、提高作业安全等各方面都取得了良好的效果。
1.工法特点
1)该工法所需设备制作简单,占地面积小、投入少,可以大面积使用。
2)钢立柱施工精度高,定位准确,方便快捷,能加快工期,节省人工;
2.适用范围
本工法最适用于逆作法中大吨位(20t~60t)、大截面、圆管柱、箱形柱等截面钢立柱高精度定位、垂直度的调整。
3.工艺原理
钢立柱安装主要由钢支架部分、调节部分、垂直控制系统等组成,垂直控制系统采用测斜管测量钢柱垂直度,通过支架上部平台千斤顶和螺杆的调节部分对钢柱施加侧向推力,从而改变钢柱平面定位以及倾斜角,使钢柱定位、垂直度达到要求。
4.工艺流程及操作要点
4.0钢立柱安装支架
钢支架高1.8米,分为上下两个平台,支架下部平台用于支撑钢柱,同时设有4个千斤顶和4个螺杆,用于钢柱轴心对中调节和钢柱固定,调垂过程中作为支点;支架上部平台设有4个千斤顶和4个螺杆,用于钢柱垂直度调节和钢柱固定,调垂过程中作为力的作用点。
钢支架顶部设置调节杆,与钢柱上部导向柱连接,用以辅助调节钢柱垂直度。
根据钢柱的不同规格,设置不同规格的钢支架。
(下图以φ900和1.4m×1.4m箱形柱为例)
吊装钢支架示意图
圆管柱钢支架
箱型柱钢支架
4.1承台的设置
在钢柱安装前,先测量定位,确定钢柱的平面位置,然后在钢柱平面位置处浇捣混凝土平台,混凝土平台为5500mm×5500mm×300mm,平台中间预留洞口。
4.2钢支架安装
待钻孔桩成孔下放钢筋笼以后,根据中心定位重新测设出钢支架的位置,使支架中心与钢管柱中心重合,中心误差控制在5mm以内,固定牢固确保支架不发生位移,根据定位安装钢支架,在支架下部平台上测放出钢柱就位中心线,并在相应位置进行标识,确保其定位必须正确。
4.3钢柱标高确定及测斜管布设
钢支架就位以后,根据测量的数据确定钢柱标高,在钢柱对应标高位置上焊接H型钢,钢柱通过调节标高的H型钢搭设在支架下部平台上,H型钢下设有直径20的钢筋,以便钢柱倾角的调节。
同时,在钢柱的侧面设置10m的测斜管,测斜管紧贴钢柱,确保牢固连接,并保证测斜管轴心与钢柱中心平行。
测斜管的布置
钢柱标高调整
垂直度调整控制系统
4.4钢柱吊装
钢柱吊装前,将钢柱转运至支架附近,然后采用履带吊进行吊装。
吊装前采用经纬仪测定钢柱两个方向的垂直度,确保钢柱下插之间保持垂直。
4.5垂直度调整
垂直控制系统采用测斜管测量钢柱垂直度,通过支架上部平台千斤顶和螺杆对钢柱施加侧向推力,从而改变钢柱的倾斜角,使钢柱垂直度达到要求。
钢柱吊装以后,使用全站仪测量钢柱中心,通过千斤顶或螺杆调节钢柱的中心位置,中心偏差控制在5mm内,中心定位后使用千斤顶和螺杆将钢柱固定,调垂工程中作为支点。
将垂直度监控探头放入测斜管内,分两个轴侧方向向,每0.5米采集一个数据,共采集80个数据,绘制出垂直度初始曲线。
再次将垂直度监控探头放入测斜管内,实时监控,根据初始曲线判断出钢柱偏移量,调整千斤顶或螺杆进行调校,直至垂直度确保满足小于1/500的要求,力争达到小于1/600的目标,并用上下两道千斤顶和螺杆将钢柱固定。
测斜系统
现场实验柱测斜调直
测斜数据整理分析
钢柱上部设有导向柱,钢支架与导向柱用调节杆连接,当千斤顶无法或调节作用不大时,采用调节杆调节垂直度。
导向柱高1.5m,采用与相应地下室钢柱相同的规格,为满足混凝土浇筑时泥浆溢出,在临时柱上对称开设两个100mm×200mm的方形溢浆孔,如下图所示:
4.6混凝土浇筑过程中钢柱微调
在钢柱管内混凝土浇筑时,由于混凝土与泥浆返浆对钢柱有一定的冲击作用,随时会影响钢管柱的垂直度。
混凝土浇筑过程中,进行3次垂直度调整,即混凝土浇筑至钢柱前、柱外反压基本结束时、混凝土浇筑完成时,根据监控数据通过千斤顶或螺杆对钢柱进行微调,以使钢柱满足垂直度要求。
混凝土浇筑时,在钢支架外搭设混凝土浇筑平台架,混凝土浇筑在混凝土浇筑平台架上完成。
5.材料
本工法采用的材料主要如下
序号
名称
型号
备注
1
测斜管
10m
校正
2
H型钢
H300×300×10×15
支撑架制作
3
角钢
L75×7
支撑架制作
4
钢板
PL18
支撑架制作
6.机具设备
本工法采用的机具主要如下
序号
名称
型号
备注
1
全站仪
GTS-211D
测量放线
2
膨胀螺栓
M16×150
支撑架固定
3
校正千斤顶
校正
4
螺旋调节杆
校正
5
花篮螺栓
花篮M27,拉杆Ф24
校正
6
倒链
10t、5t、3t
校正
7
钢丝绳
不同规格
卸车、转运、吊装
8
卡环
40t、15t、10t
卸车、转运、吊装
9
测斜仪
CX-3C
测斜
7.劳动组织
每个施工小组人员要求:
序号
工种
人数
备注
1
测量工
3
测量、放线、测斜
2
焊工
10
胎架、钢柱、钢支架焊接等
3
起重工
4
卸车、转运、吊装
4
电工
3
用电
5
铆工
6
钢柱现场拼装、就位与校正
6
普工
3
辅助
8.质量控制
1)满足钢立柱、格构柱高精度垂直度要求
2)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;
3)《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002;
4)《钢结构设计规范》GB50017—2003
9.安全措施
为保证逆作法钢立柱调垂施工过程中的安全,针对本工艺,应采取以下安全措施:
1)电焊操作工必须经过专业培训,持证上岗。
2)在钢立柱吊装前,应认真检查吊装用的钢丝绳套,卡环是否可靠,严格按更新标准及时更新。
3)焊接的调垂架体要保证焊接质量。
4)起重机移动或回转范围内、配重下方、起重机周围及起重臂回转范围内严禁站人。
5)施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
10.环保措施
1)电焊作业时应佩戴防护面罩,防止光污染。
2)生产过程中的废弃物,如钢筋头、焊条、焊剂等,应统一回收,并根据可利用与不可利用进行分类,集中处理。
3)遵守地方政府下发的有关环境保护的其他规章制度标准。
11.效益分析
在逆作法特殊的工况下,钢管柱单独承担较大竖向荷载,涉及到结构安全性能,钢管柱的施工精度要求极高,但由于钢管柱插入桩内,施工可控性较差,常规施工方法很难满足要求,我公司针对此研制开发的“工程桩内安插永久钢立柱”系统,经实际使用检验,格构柱最终垂直度普遍达到1/800,超出设计标准要求,并且经过使用过程的改进,本工法解决钢立柱、格构柱高精度施工难题,并且操作简单、制作简易,施工精度高,大面积施工,并可重复利用,方便施工,施工完成后系统可全部回收。
具有广泛的应用价值和推广价值。
12.应用实例
逆作法钢立柱调垂施工方法已成功应用于本青奥中心双塔楼及裙房工程,取得了良好的效果。
本青奥中心双塔楼及裙房工程为本公司承建,基坑面积1.3万m2,采用地连墙做基坑围护;地上结构为两座超高层建筑,建筑高度249.5m、314.5m;工程采用逆作法施工。
应用本工法,工程全部226根一柱一桩在160天内完成,施工快捷,安全。
基坑开挖后对钢柱垂直度、定位进行检测均满足设计要求,垂直度达到1/1000、中心偏差在5mm以内,超过设计及规范要求,效果良好。
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- 关 键 词:
- 作法 工程 安插 永久 立柱 一桩一柱工法