中铁九局集团第四工程有限公司 辽宁沈阳 110013
摘要：近年来，随着城市基础建设的迅猛发展，城市交通的压力越来越大，目前很多城市地铁车站施工过程中部分交通地段采用盖挖半逆做法施工从而有效减轻对交通影响较大的问题。本文基于成都地铁7号线狮子山站盖挖段施工为工程背景，运用理论分析并结合现场实践，系统阐述盖板下永久钢管立柱施工及控制要点。实践表明，加强施工环节管理，抓住施工关键点，，钢管立柱中心线与基础中心线、立柱顶面不平整度等施工偏差均比允许差值减少很多，同时定位器的优化调整，易操作，为今后类似工程施工积累宝贵经验。
关键词：钢管立柱；定位器；垂直度；质量控制
1.钢管立柱的特点
钢管立柱先于结构顶板施工，作为永久结构一次施工完成，为盖挖顶板施工形成有效托举及受力传递；与钢筋混凝土柱相比，免除了支模、绑扎钢筋和拆模等工作；同比车站混凝土立柱尺寸能够有效降低，进而节约浇筑混凝土用量；优化后的定位器形式简洁，有效降低安装施工难度。
2.工艺原理
本工程车站位于菱窠路和劼人路交叉口处，为降低对既有道路施工影响，采取局部盖挖半逆做法施工。盖挖段共设8根钢管立柱，立柱形式为Φ700钢管立柱，壁厚16mm，平均柱长14.63m，柱心填充C50微膨胀混凝土；中柱纵向间距为9.1m，横向间距5.6m。钢管立柱安装上部19.5m深作业空间范围采用人工挖孔，挖孔直径φ2.0m；上部作业空间完成后，进行钢管立柱基础桩施工，基础桩为直径1.8m，深度13.2m，旋挖钻成孔并灌注C30水下砼，随后进行钢管立柱定位安装施工，柱芯砼浇筑，从而为后续盖挖顶板施工形成可靠托举柱体。
3.钢管立柱施工主要操作要点
3.1.人工挖孔桩施工
钢管立柱安装施工的上部空间要求稳定可靠，根据地勘资料以及现场围护结构施工过程中收集的实际地质情况，施工范围地质均为中风化、强风化泥岩地质，该地质开挖后塌孔风险系数小，护壁稳定。所以针对范围空间采用人工挖孔桩施工，形成有效空间和护壁防护，为下步钢管立柱安装施工提供必要的操作空间，确保安装顺利进行。人工挖孔桩直径2m，桩孔深度19.5米，护壁采用C20早强混凝土，护壁钢筋采用φ8@150。挖孔桩队伍进场后坚持先培训后上岗制度，开挖作业前由相关部门对作业人员进行交底，并形成书面签字资料存档。
3.2.旋挖钻孔基础桩施工
钢管混凝土立柱基础为C30钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径φ1.8m，有效桩长13.2m，钻孔灌注桩混凝土采用水下导管法灌注，水下混凝土的和易性、泌水性、流动性、抗渗性等技术指标，均应满足规范要求。混凝土灌注过程中严格按规范要求控制混凝土的初灌量、埋管深度、起拔导管的时间等施工参数并保持混凝土灌注的连续性，针对基础桩顶产生浮浆易导致混凝土强度不足问题，采用加注水泥及投放骨料进行二次搅拌，确保桩顶面强度达到设计值，为钢管立柱安装提供可靠基础条件。
3.3.钢管立柱施工
3.3.1.钢管立柱定位器安装
4.基底清理及定位钢板安装
立柱桩基顶面按要求凿除表面浮浆并清理干净后绑扎钢筋网片，在孔边预埋Φ300PVC管放置水泵进行抽水，以便定位十字钢板能在无水状态下焊接固定。钢筋网片与柱基主筋焊接牢固，钢筋网片上部焊接安装定位穿孔钢板，定位钢板安装时孔口顶面测放十字轴线，从孔口用3kg重线坠将钢管立柱中心点投至桩底，施工人员依据中心点调整定位十字钢板中心。采用精密水准仪投测高程控制线，标记于孔壁。利用水平尺、钢角尺测量定位穿孔钢板基面标高，复核确认无误后对钢板进行临时固定，精确校正其平面位置、高程满足设计及施工规范后，将定位穿孔钢板和柱基主筋、钢筋网片焊接形成整体，安装基面要求平整，不得存有泥水，然后进行第二次砼固定浇筑用于锚固定位器，定位穿孔钢板的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。在浇筑混凝土时，要尽量避免对定位穿孔钢板的冲击，保证其在浇筑砼时不发生移位，安装精度控制在±10mm以内。
5.定位器十字钢板焊接
施工人员将定位十字钢板及其他配件吊入孔底，并做好通风、焊接的准备工作。采用激光投点法将桩心直接投测于定位器中心，辅助十字钢板精确定位，定位误差在3mm以内。定位完成后将定位十字钢板与定位穿孔钢板焊接牢固。为避免投点视镜不铅垂误差，每次投点时按90°变化四个方向，用于校准桩心。
化四个方向，用于校准桩心。
4.3.2.钢管立柱的吊装定位
待定位器混凝土达到设计强度，准备工作全部完成后，用汽车吊采用两点起吊法吊装钢管立柱，钢管立柱一次整体吊放入孔。吊装前，在柱顶对称焊接一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保柱体处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。准备工作完成后，将柱体缓慢吊起，至垂直位置，稳定后缓慢入孔，钢管立柱底部可直接嵌入定位器，钢管立柱在底部加焊临时定位短管确保准确嵌入定位器，其管端稳固座落于定位器十字定位板后，通过标高测定柱底与定位器的吻合程度。通过设置在护壁与柱体之间的4支可调节螺栓进行柱体上端微调定位。待钢管立柱下端平面位置、标高、垂直度由定位器锁死固定，钢管立柱上端空间位置通过可调节螺栓微调校定后，即可认为柱顶与柱底在垂直方向投影重合，钢管立柱位置已精确定位。
4.3.3.钢管立柱内混凝土灌注
钢管立柱内混凝土采用微膨胀混凝土，用导管输入法进行连续浇筑，根据C50微膨胀混凝土工作性能，合理设计混凝土配合比，使其具有良好的和易性、流动性、自填充性，灌注过程中确保混凝土不离析、不泌水，使混凝土结构均匀密实且有较小的自由收缩率。施工前认真做好各项准备工作，落实施工人员，严格进行技术交底；检查各种施工机具的数量、型号及工作性能是否能够满足施工需要；要求砼供应商，采取有效措施确保砼的连续供应。
4.3.4.钢管立柱杯口混凝土浇筑
杯口砼采用直升导管法浇筑早强细石砼（C50），专用导管灌注柱基杯口混凝土，导管内径8cm，混凝土的灌注连续进行，浇筑时注意环向撒布混凝土，为确保基础混凝土质量，桩顶混凝土灌注面高于主体结构底板底面50cm，待施作主体结构底板时，将超灌部分的浮浆混凝土人工凿除。
4.3.5.钢管立柱周围干砂回填
干砂回填，确保基坑开挖时减少对钢管立柱扰动破坏，回填干燥中砂，要做到沿钢管立柱四周环状均匀回填干砂，回填量应不小于钢管立柱与孔孔壁之间体积的1.13倍。
5.钢管立柱施工质量控制标准
5.1.钢管立柱安装质量控制标准
5.2.钢管立柱施工质量控制要点
1、严格按照施工图纸要求进行钢管立柱的加工，原材选定必须符合图纸设计要求，严格控制钢管立柱的外观尺寸。
2、对成品钢管立柱外观尺寸的检测：用钢卷尺对着设计图纸上的节点尺寸进行复核，精度为±10mm；用角尺测量钢管立柱的垂直度，精度为±15mm；用钢板尺量测钢管立柱直径，精度为±5mm。
3、对定位器的中心位置以及平面与纵向的垂直度的检测：用圆规以定位器中心点为圆心在定位器上端平面上划一个圆，在四块钢板上交出四道弧线，再以相同半径以四道弧线上的点为圆心划四个圆，四个圆的交点为定位器中心点即证明定位器中心位置准确。定位器平面与纵向的垂直度的检测用角尺检测。
4、对钢套管法兰面的检测：用2m长的靠尺横在法兰面上，再用钢卷尺量翘曲的位置与靠尺的距离，确保误差在2mm以内。
5、钢管立柱的焊缝要进行无损探伤检测。无损检测报告签发人员必须持有相应探伤的II级或II级以上资格证书；钢管立柱结构属于一级焊缝必须进行100%探伤检验。其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的II级及II级以上。
6、钢管立柱定位前要进行防锈处理，防止钢管立柱生锈。运至现场后设专用场地存放钢管立柱，放置方式为单层放置，其下部采用枕木垫好，场地四周设置排水挡水设施，钢管立柱上设篷布遮盖防雨，以防钢管立柱锈蚀。
7、严格按照设计图纸要求误差进行钢管立柱定位安装，底座安装完成后，采用微调螺栓将钢管立柱顶端固定牢固，浇筑完混凝土后要进行复测，调整钢管立柱顶端的位置，待混凝土达到设计强度75%后才能够拆除支架螺栓。
6.结束语
地铁工程逐渐成为当前城市建设的重点标志之一，如何降低对周边交通的影响，降低施工操作难度，加快施工节奏是提高经济效益和社会效益的关键所在，永久性钢管立柱结合盖挖施工，有效提高了施工进度，缩短城市地面占道影响，作为永久结构一次施工完成，为盖挖顶板施工形成有效托举和受力传递；适用于结合城市地铁车站盖挖顺、逆、半逆做等施工；对交通压力大，交通疏解困难的城市道路拥堵地段施工有一定的缓解作用。
参考文献
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[3]盖挖半逆做地铁车站钢管立柱施工技施工关键技术[J].刘泽.市政技术.2015（02）.
论文作者:李敬余
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/16
标签：立柱论文; 钢管论文; 混凝土论文; 定位器论文; 钢板论文; 柱体论文; 导管论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;