浅谈地铁九号线六里桥站人工挖孔桩钢管柱水下施工定位-

论文导读：况，孔口安排专人指挥吊车作业，慢慢的将钢筋笼垂直放入孔内，尽量避免钢护筒碰撞挖孔桩护壁，防止变形或脱落。钢筋笼下放到设计位置后，用吊筋将钢筋笼悬吊于孔内，复核标高并进行调整。为防止钢护筒在混凝土浇筑时因混凝土冲击产生偏移，在钢筋笼标高调整完毕后，安排操作人员下到孔内，将钢护筒顶部固定在挖孔桩护壁上，在
摘要：地铁盖挖逆作法钢管柱施工，多采用钢套管护壁和人工挖孔桩护壁两种形式。本文根据地铁九号线04标六里桥站80m直径圆形换乘大厅盖挖逆作法钢管柱施工实例，介绍对人工挖孔桩施工的钢管柱水下精确定位的工艺，该工艺操作简便源于：论文格式怎么写www.7ctime.com
、定位精确、安全可靠，可缩短工期、降低成本，值得在地铁施工中推广。
关键字：钢管柱施工止水水下定位精确定位
1、前言
城市地铁施工多位于交通繁重、繁华的地段，不便于进行长期断路施工，而盖挖法可适用于可短时间断路的道路下进行施工，占用场地时间短，对地面干扰小，但其施工工序复杂，交叉作业多，施工条件较差。盖挖法，是先施工围护桩，然后施工地下结构的顶板，顶板施工完成后进行土方回填，恢复路面交通。在顶板和围护桩的保护下继续进行开挖，根据施工顺序又可分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。在围护桩施工同时，还要进行中间支撑钢管柱施工，钢管混凝土柱将施工阶段的临时柱和结构的永久柱合二为一，是重要的受力、传力结构。因此，在钢管柱施工时，其材料质量、精确定位、混凝土浇筑质量必须严格控制，确保施工质量，保证结构安全。
影响中间钢管柱施工质量的因素大致有四个方面：一是钢管柱的钻孔灌注桩桩基质量；二是钢管柱本身加工的制作质量；三是钢管柱的安装定位精度；四是柱内混凝土的浇筑质量。其中柱的安装精度最难控制,而且一旦工作有闪失难以补救；钢管柱的位置(平面位置、标高、垂直度) 、护壁的受力、防水性能(强度、刚度和抗渗性能) 、混凝土的浇筑质量等,都直接影响钢管柱的承载能力及整个车站的稳定性。

2、工程概况

北京地铁九号线04标六里桥站为九、十号线换乘车站，换乘大厅为直径80m的圆形结构，采用半盖挖逆作法施工，利用外环15m结构和围护桩组成支撑体系作为内支撑，首先施工外环15m结构至底板，最后采用顺作法施工内环至顶板。六里桥站地下水位在地表以下23.5m左右，且水量丰富，地下土层为砂卵石地层，孔隙率较大，地下水渗透很快，渗透速度高达280m/d。
换乘大厅设计30棵钢管柱，钢管柱直径0.8m，壁厚20mm，其中九号线方向18棵，十号线方向12棵，采用上部钢管柱有效部位人工挖孔桩（内径1.8m）、下部柱下桩基（直径1.5m）旋挖钻施工工艺。九号线方向18棵钢管柱柱底标高位于地下水位之上，人工开挖至桩顶设计标高后采用机械施工桩基，安装、下钢管柱、浇筑混凝土；十号线方向12棵钢管柱柱底标高高于现场实际水位

3.4m，在水下无法进行

的安装和精确定位，必须采取措施隔离地下水，确保无水作业。

换乘大厅钢管柱平面示意图

3、施工方案

根据场地内地质水文特点，由于地下水渗透系数过大，单纯的靠水泵抽水满足不了降水需求，现场采用在浇筑柱下桩基混凝土时预埋钢护筒进行止水，待混凝土达到一定强度后，清除钢护筒内残留水，最后进行的安装。

3.1 施工流程

施工准备→人工挖孔桩施工→桩基机械施工→钢筋笼就位→浇筑桩基混凝土→安装→浇筑混凝土→安装钢管柱→浇筑钢管柱混凝土

3.2 主要施工方法

3.

1.1 钢护筒制作

钢筋笼加工时，在钢筋笼底部焊接钢护筒，桩基直径1.5m，钢筋笼直径1.36m，钢护筒直径需大于钢筋笼直径小于桩基直径，直径宜选用1.46m左右，钢护筒壁厚10mm，采用焊接工艺。钢护筒下端插入混凝土内深度不小于0.7～0.8m，上端高于实际地下水位0.5m，既能保证下端不窜水，也能保证上部不进水，经过计算钢护筒长度为3.6m。
钢护筒与钢筋笼应焊接牢固，采用U型Φ20光圆钢筋将钢护筒与钢筋笼进行焊接，采用单面焊，焊接长度不小于10d，每隔0.5m一道，每道4个点，焊接牢固，防止在钢筋笼吊放过程中，钢护筒磕碰挖孔桩护壁时掉落发生危险。

3.

1.2 钢护筒安装

钻孔桩成孔后验收合格，开始吊放安装钢筋笼，吊放过程中要密切注意孔内情况，孔口安排专人指挥吊车作业，慢慢的将钢筋笼垂直放入孔内，尽量避免钢护筒碰撞挖孔桩护壁，防止变形或脱落。钢筋笼下放到设计位置后，用吊筋将钢筋笼悬吊于孔内，复核标高并进行调整。

为防止钢护筒在混凝土浇筑时因混凝土冲击产生偏移，在钢筋笼标高调整完毕后，安排操作人员下到孔内，将钢护筒顶部固定在挖孔桩护壁上，在钢护筒顶部采用钢筋焊接“井”字架顶在护壁上，焊接作业时要注意通风和安全用电，防止发生危险。固定完毕后即可浇筑混凝土。

3.1.3安装

钢管柱精确定位的核心问题是利用测量网控制桩心和自动的位置。必须设计精良的、建立测量控制网,并从施工工艺方面加以控制。在钢管柱的施工过程中,测量控制贯穿始终,是最关键的质量控制因素之一。
自动是用钢板焊接而成的“ 十”字形锥体, 加工时要求与钢管柱底端配对,以便钢管柱吊装时直接嵌套就位。依据每根钢管柱的平面位置、高程、垂直度,将上端固定于钢套筒的底部,下端用混凝土锚固于基础桩顶部。
自动呈十字锥形，由型钢组焊而成。锥底宽度比钢管内径小5mm。主要包括锥形引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度、限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高；的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。
根据孔外护壁上的十字护桩线，采用钢丝线锤吊线的方式，在孔底定位出钢管柱中心线，并采用吊大钢尺的方法在桩基钢筋笼上定位出底板的标高，根据中心线及标高，在钢筋笼上焊接2根10×10cm×1cm的角钢，角钢顶面必须在同一水平面上，角钢上表面即为的下表面，角钢焊接完成后，将放到角钢上面，然后精确定位。初步安装具体步骤如下图所示。




利用车站控制网中的导线点,经过全站仪和配套使用的激光锤准仪(既是激光锤准仪又是棱镜机座)确定钢管柱的中心,论文导读：2
进行钢管柱精确定位,应使误差小于3 mm 。
桩基混凝土浇筑完成后，凿除桩头混凝土，通过地面测量系统定出钢管柱的中心和标高，将角钢焊接完成后，将安放在角钢上面，通过测量系统调节的平面位置和标高，直至达到设计要求再将与角钢焊接牢固。


精确定位后，即可对下混凝土进行浇筑，使固定牢固。浇筑混凝土时，应注意不对造成扰动，混凝土浇筑完成后应立即对进行再次复测精确定位，确保钢管柱安装位置的准确。
3.

1.4 钢管柱上部定位

安装完成后浇筑混凝土后，应及时对钢管柱上口进行调平固定。平面位置定位采用孔口护桩拉十字线吊线坠，因钢管柱下口同样采用孔口护桩拉十字线吊线坠，所以上下口在十字线定位后在同一竖直面上。平整位置调整后，对标高在进行复测，确保平面位置及标高均符合设计规范要求。
钢管柱上口调整好位置之后，应及时采取固定措施进行固定。钢管柱顶面及顶面下端的环形牛腿上各焊接6根Ф25钢筋，6根钢筋均匀分布，一端顶在挖孔桩护壁上，另一端焊接在钢管柱顶面，焊接长度10d，焊缝应饱满，并与挖孔桩护壁顶实。具体布置形式见下图。

3.

1.5 钢管柱混凝土浇筑

钢管柱精确定位并固定牢固后，进行混凝土浇筑，采用导管法进行浇筑，严禁直接将混凝土倾倒柱内，造成混凝土离析。钢管柱内2m以上至管顶部分混凝土，必须采用振捣棒进行振捣，确保柱口混凝土密实度。
满足设计及规范要求。
通过本工程实例，在六里桥站砂卵石地层有水作业环境下的钢管柱施工中所采取的一系列工艺措施，取得了较好的效果。定位精确，基坑开挖后通过对钢管柱垂直度进行实际检测，垂直度偏差控制在0.4‰，施工质量满足设计及规范要求；操作便捷，缩短了施工周期；工艺简单，较常规的钢管柱施工方法节约了大量成本。
参考文献：
（1）资利军《钢管混凝土柱水下一次精确定位工艺在轨道交通枢纽工程中的应用》，2012年
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。