中铁十五局集团第一工程有限公司 陕西西安 710000
摘要：针对既有地下高铁站砌体墙，因封闭风压影响墙体稳定性，针对性地提出了H型钢柱的加固方法，通过具体工程实践证明其实施效果良好。
关键词：H型钢立柱、既有地下高铁站、砌体墙开裂、加固安装
引言：H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻、结构稳定性高，适用于承受振动等优点，目前已经使用在各种建筑结构中，既有地下高铁站，作为深度达20米且正在运营的封闭车站，既不能影响车站运营又要保障绝对安全和质量，想在有限的时间内完成对8米高的砌筑体的加固任务，其难度可想而知。
1.工程概况
某高铁站为国内第一座全地下高铁站，深度20米，地下分三层，轨行区位于地下第三层，设4台8线，1、2站台为短站台，3、4站台为长站台。站台两端为设备用房和通轨行区走道。设备房及走道采用200mm厚混凝土砌块砌筑，墙体高度为8.6m；墙体距站台面2.1m处设圈梁一道，5.0m处设第二道圈梁，墙体每隔5.0m及转角处设置一根构造柱。负二层北端咽喉区为8.0m*8.0m活塞风井，风井口西南两面墙为高8.05m混凝土砌块，南端咽喉区为7.0m*9.4m活塞风井，风井口西南北三面墙为高8.05m混凝土砌块。
因车站5~8站台临轨行区原砌体墙局部出现变形开裂而进行整治。整治方案为在原砌体墙边新建钢柱+预制混凝土板模块。新建墙体施工完成后，若新建墙体位于既有墙体内侧时，再拆除原来墙体。
2.H型钢柱安装施工要点分析
2.1测量放线定位和钻孔
施工前根据站内提供的水准点确定限界，在地面弹出限界控制线，再按照设计提供的图纸进行H200*200型钢立柱现场定位，并在地面做好200*200型钢的方框标记。型钢立柱间距有1.5m、1.2m等（具体按照设计施工图纸执行）。然后搭设支架，再对顶上孔位进行放线。在型钢立柱定位之后，搭设脚手架根据图纸在柱顶及柱底进行楼板及站台板钻孔，钻孔直径22mm，深度贯穿楼站台板。在柱顶为顶板钢筋混凝土结构，钻植筋孔，直径22mm，深度170mm。锚栓定位误差不超过±3mm。根据现场实测，顶部钢筋混凝土结构遇到钢筋，钻孔效率慢，2个天窗点可施工一根钢立柱全部钻孔。
2.2验孔、化学锚栓和安装吊环
钻孔结束后，搭设脚手架对孔深和孔位进行验收，报验，并留下影像资料。验收合格后，搭设脚手架，植入化学锚栓，化学药剂统一采购，实验室检测合格后方可入场。化学锚栓完成后，第二日搭设脚手架进行锚栓抗拉拔实验检测。化学锚栓检测合格后，方可搭设脚手架打孔安装吊装环，吊环是采用膨胀螺栓，钢立柱为中心，向两端距离350mm处设定为吊环位置，每个吊环采用2个￠12膨胀挂钩固定在天花板上，吊环上安装滑轮组。钢立柱定位后，利用仪器在顶板处定位出钢立柱位置，钢立柱为中心，向两端距离350mm处设定为吊环位置，每个吊环采用1个￠12膨胀挂钩固定在天花板上，吊环上安装滑轮组。根据《膨胀螺栓规格及性能》（JB-ZQ4763-2006）中相关数据，每个螺栓承重1030kg，2个螺栓，共可承重2030kg。按照标准最长5.2m，重量为5.2*50.55kg=262.86kg，安全系数为5600/262.86=7.72，符合要求。
2.3吊装工字钢
第一，工厂预制钢立柱要点及要求：a:钢材料应依据设计规范选取，符合现国家标准用Q235B，符合《碳素结构钢》技术要求的钢材出厂应具备抗拉强度，屈服强度，伸长率和冷弯实验及碳、磷、硫的化学成分含量合格保证。钢材出厂应进行抽样复查，应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。b:材料选好后对其进行检测，根据现场施工安插预制板要求原则上保证两翼缘间距在正误差以上。c:工厂制作，依据最终深化图纸下料埋件和立柱，根据现场实测尺寸进行下料，控制尺寸误差。对接口，柱顶板和柱底板连接处应开破口。d:组装底顶板立柱，对装前对其底顶板划线，保证立柱和板孔位尺寸控制在最小范围之内，最后焊接，点焊和焊接工艺由指定与主体金属力学性能相适应并符合现行国家规定的；《碳钢焊条》(GB/T5117)、《低合金钢焊条》（GB/T5118）规定，焊接可采用H08A、H08E型焊丝配合中锰型，高锰型，或采用H08A、H08E型焊丝配合高锰型焊剂，焊丝符合国家标准熔化焊用钢丝，气体保护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝。e:钢构件防腐和防火涂料，拼装和焊接好后应进行焊接位置打磨，除飞溅，然后对其构件进行打沙油漆，钢构件所用刚才表面原始锈蚀等级不应低于B级，所有钢构件表面应进行喷射式除锈，再确认无任何杂物后进行涂装，可选用环氧富锌底漆两遍厚度保证在60uM和中间漆加环氧云铁两遍厚度保证在140uM，最后防火涂料可采用加氟碳面漆两遍，厚度60uM应符合国家标准。f:涂装时凡是在现场预留口焊接位置不要油漆，待安装完后在进行补刷油漆，对破损的位置进行修补。第二，钢立柱运输：钢立柱出场后，由汽车或者轨道车运输到施工现场。由轨道车运输的钢立柱可直接运输到负三层，由汽车运输的钢立柱，先由运输口运输到负一层，在负一层由工人人工搬运到负二层的吊装口，由吊装口吊装到负二层；在负二层由人工搬运到负三层的吊装口，通过吊装口吊装到负三层，其中负三层均应在天窗点吊装施工。再由人工在天窗点时间内把钢立柱搬运到施工点，其中室内钢立柱分为3节，室外为2节。第三，现场吊装钢立柱：室外型钢柱分为两段施工，上段短3.4m，下段长（根据现场实测数据确定）。上下两段端头的连接件及锚固板在现场加工好后可进行吊装，吊装时先搭设脚手架，再安装滑轮组进行上部吊装，在每个吊环上分别安装一个滑轮组，型钢柱1/3预留吊装孔，起吊采用两个滑轮组对拉起吊，吊点为型钢顶端预留孔。起吊过程中立柱尾端采用尾绳绑好，防止吊装过程中立柱晃动碰到其他设备和墙体。上端立柱吊装好以后安装螺帽，但是不紧固，下端柱吊装同上端吊装原理好以后，进行对接安装。
上端吊装示意图下端吊装示意图:
第四，校正和紧固：上下端立柱就位后，进行校正，采用激光水平仪对顶端和底部进行调平，待水平后对螺栓进行紧固，由于天窗点时间有限，为保证铁路正常运营，钢立柱在保证水平和垂直后先用码板点焊上[1]。根据《JGJ145-2013混凝土结构后锚固技术规程》M20螺栓拉拔力极限为72KN，总承重为4*72=288KN，而钢立柱重为8.6*50.55=434.73kg=0.435KN，安全系数为288/0.435=662，符合相关规范和要求。
第五，焊缝焊接：钢立柱调直后，搭设脚手架对焊缝进行焊接，钢柱、钢梁翼缘对接采用坡口熔透焊，焊缝质量等级为I级。现场由专业焊工进行施焊，施焊过程中，同一道焊缝必须由一人独立完成。焊接施工的时候，对底下的钢轨和接触网进行防护，用防火布全面覆盖钢轨，防止焊渣烫伤钢轨。焊接施工完成后，对焊缝上下两端10cm内进行打磨，打磨出光滑的金属面，以便于焊缝探伤检测。由检测得常温状态下，下一次天窗点时，搭设脚手架对焊缝进行无损探伤检测，检测合格后涂抹防锈防火漆，以便于后期预制板安装[1]。
结论：
文章主要围绕某高铁站H型钢柱安装施工方面进行了分析，希望能够给相关人士提供参考价值[2]。
参考文献：
[1]耿永常.城市地下空间建筑[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2018.
[2]徐至钧.深基坑工程逆作法施工[J].住宅科技,2017.
论文作者:曾查
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/27
标签：立柱论文; 型钢论文; 吊环论文; 脚手架论文; 墙体论文; 站台论文; 顶板论文; 《防护工程》2019年第6期论文;