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淺論復(fù)雜環(huán)境下逆做法鋼立柱施工工藝與質(zhì)量控制
【摘 要】逆作法是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)新興的基坑支護(hù)技術(shù)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑如雨后春筍般紛紛涌起。在多數(shù)地下室的施工中，均采用傳統(tǒng)的正作法程序，即：開(kāi)挖基坑――施工基樁――施工底板――施工地下室豎向構(gòu)件――施工地下室梁板。地下室施工耗費(fèi)的時(shí)間占了整棟樓相當(dāng)大的比例。近幾年來(lái)，“逆作法”施工新技術(shù)正被逐漸運(yùn)用并趨于成熟。該技術(shù)適用于市區(qū)建筑密度大，鄰近地鐵線路、建筑物及周?chē)h(huán)境對(duì)沉降變形敏感，施工場(chǎng)地狹窄，施工工期緊張，地基軟土層厚等工程情況，對(duì)于三層及以上的地下室效果尤為明顯。在逆做法整體施工過(guò)程中，最為重要的工序之一即為：逆做鋼立柱施工。其施工工藝的選擇在很大程度上決定了鋼立柱施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣、進(jìn)度快慢以及成本投入的多少等。逆做區(qū)的基礎(chǔ)及地下室的結(jié)構(gòu)形式一般為鋼混組合結(jié)構(gòu)，其中鋼柱為埋入式鋼柱，施工時(shí)需將鋼柱插入樁內(nèi)一定深度，因此鋼柱的吊裝需與灌注樁的混凝土澆筑同步交叉進(jìn)行。鋼柱安裝時(shí)需在樁頂安裝定位器，作為鋼柱底部的固定點(diǎn)及支撐點(diǎn);同時(shí)應(yīng)在地表設(shè)立臨時(shí)安裝支架，作為鋼柱上部的固定點(diǎn)及鋼柱軸線定位及垂直度的調(diào)節(jié)設(shè)備。而針對(duì)鋼立柱的逆做施工，業(yè)內(nèi)一直缺少具體而周密的的工藝操作流程及有效的質(zhì)量保證措施。
【關(guān)鍵詞】逆作法;鋼立柱;工藝流程;質(zhì)量保證
Abstract Reversed developed in recent years is a new excavation technology, with the rapid development of the domestic economy, high-rise buildings have mushroomed like filled. Most of the construction in the basement, all positive traditional practices program, namely: excavation pit - Construction of Pile - Construction of the floor - the construction of vertical member basement - the basement slab construction. Basement time-consuming construction accounted for a large proportion of the whole building. In recent years, "Reversed" in construction of the new technology is being gradually applied and mature. The technology is applicable to the urban building density, near metro lines, buildings and surroundings of Settlement sensitive, narrow construction site, the construction period of tension, thick soft soil foundation and other projects, the basement for three and above effect is particularly obvious. In the inverse approach overall construction process, the most important step is: do the reverse construction of steel columns. Selection process of its construction largely determines the quality of the merits of the steel column construction, the speed of progress and how much the cost of inputs like. Form the basis and structure of the basement area is generally inverse made steel-concrete composite structure, in which steel columns for the embedded steel columns, steel columns need to be inserted into the pile a certain depth construction, thus lifting demand concrete steel columns and piles Pouring synchronous cross conducted. When the steel columns to be installed at the top of the pile installation locator, as the bottom of the steel columns of the fixed point and support points; the same shall be set up temporary mounting bracket at the surface, as a fixed point and positioning and vertical steel columns of the upper portion of the steel column axis adjustment device ʱ?? While doing construction for the steel columns of the inverse, the industry has been the lack of specific and thorough process operating processes and effective quality assurance measures.
Key words Reversed; steel columns; process; quality assurance
工程概況
由我集團(tuán)公司承建的崗廈河園片區(qū)舊改項(xiàng)目中區(qū)4#地塊工程位于深圳市中心區(qū)，工程地點(diǎn)鄰近地鐵，且周邊道路和建筑眾多。該工程屬整個(gè)崗廈河園片區(qū)舊改項(xiàng)目的其中一部分，其中南側(cè)約1/3區(qū)域因緊鄰地鐵保護(hù)區(qū)，需采用逆做，并且是全逆做。該工程位于深圳市中心區(qū)，受周邊地鐵影響，本工程采用逆作法施工�；A(chǔ)為旋挖鉆孔樁，地下室豎向結(jié)構(gòu)為鋼管混凝土柱，水平結(jié)構(gòu)為鋼梁及鋼筋桁架板樓板，共有83根鋼管混凝土柱，全部為逆做鋼柱。
1.施工工藝特點(diǎn)
(1)逆做鋼立柱吊裝采取一次性整體吊裝完成，不用分段拼裝。
(2)逆做鋼立柱吊裝需預(yù)先埋置定位器，以確保鋼柱定位精準(zhǔn)。
(3)該施工工藝中鋼柱定位器安裝采取“分離式”安裝，比傳統(tǒng)“整體式”安裝在很大程度上提高了安裝精度。
(4)該施工工藝中鋼立柱砼澆筑先于鋼立柱周邊砂石回填進(jìn)行，與傳統(tǒng)工序相反，從而避免了柱底雜質(zhì)對(duì)鋼管砼產(chǎn)生影響。
(5)該施工工藝中應(yīng)用了自制自動(dòng)間斷抽水水泵，確保鋼柱底無(wú)積水。
2.適用范圍
本施工工藝適用于所有逆做法鋼立柱施工，包括人工挖孔樁基礎(chǔ)和旋挖鉆孔樁基礎(chǔ)。
3.工藝原理
3.1逆做鋼柱整體施工原理
逆做鋼柱主要應(yīng)用于逆作法施工中，鋼柱即為支撐上部正做結(jié)構(gòu)和連接底部樁基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件，待樁基礎(chǔ)(人工挖孔樁/鉆孔樁)施工完畢后，形成操作孔洞，即可一次性吊裝鋼柱，通過(guò)柱底定位器將鋼柱底部與樁基礎(chǔ)連接固定，然后澆筑鋼管柱砼，并回填鋼柱周邊空孔，隨后鋼柱頂上部結(jié)構(gòu)即可先行施工，底部結(jié)構(gòu)跟隨土方開(kāi)挖順序由上而下依次逆做施工。
3.2逆做鋼柱定位原理
因鋼柱整體吊裝與樁基固定連接后位置即已固定，進(jìn)而與上部水平結(jié)構(gòu)連接位置已固定，故鋼柱與樁基連接固定位置準(zhǔn)確性至關(guān)重要，在施工過(guò)程中，需要在樁頂預(yù)埋安裝定位器來(lái)確保鋼柱的位置，定位器安裝需要施工人員下到樁孔內(nèi)進(jìn)行定位安裝，只有這樣才能確保定位器安裝的準(zhǔn)確性，進(jìn)而確保鋼樁插入定位器時(shí)的位置準(zhǔn)確性。
3.3鋼管砼澆筑原理
因鋼管柱均為一次性整體式吊裝，故鋼管柱長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且只能從鋼管柱頂進(jìn)行澆筑，故需采用高拋免震砼進(jìn)行澆筑。但在澆筑鋼管砼之前，應(yīng)確保鋼管柱底部無(wú)積水、無(wú)雜質(zhì)，否則將會(huì)嚴(yán)重影響到鋼管柱砼的整體質(zhì)量，故需要采取相應(yīng)針對(duì)性措施以確保鋼管柱底清潔度，本工藝采取的是鋼柱底部外側(cè)設(shè)置不間斷抽水裝置，并先澆筑鋼管柱砼后回填鋼管柱周邊空孔以避免泥渣進(jìn)入鋼管柱內(nèi)部的方法。
4.施工工藝流程及操作要點(diǎn)
4.1施工工藝流程
4.2操作要點(diǎn)
4.2.1人工挖孔樁提供操作空間
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，若設(shè)計(jì)為人工挖孔樁則可一次性形成鋼柱定位器安裝操作空間，若設(shè)計(jì)為旋挖鉆孔樁基礎(chǔ)，則需先進(jìn)行旋挖鉆孔樁施工，待旋挖鉆孔樁施工完成后將空孔回填，然后重新進(jìn)行人工挖空孔施工，挖孔樁直徑需大于原鉆孔樁直徑，且在根部受鉆孔樁頂部鋼筋影響需做擴(kuò)大孔處理。挖空孔施工嚴(yán)格按照人工挖孔樁進(jìn)行，注意孔內(nèi)通風(fēng)，護(hù)臂鋼筋及砼嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行，孔洞形成后及時(shí)做好安全防護(hù)。如下圖所示：
4.2.2破除樁頭砼浮漿
逆做區(qū)工程樁已施工完成，全部空樁已開(kāi)挖完畢，空孔直徑較立柱樁直徑大600mm，護(hù)壁施工至樁頂標(biāo)以下1.7m(設(shè)計(jì)要求首次澆筑樁頂標(biāo)高)，鉆孔樁施工完成后頂部有500mm高的浮漿，需進(jìn)行人工剔鑿，因樁基砼強(qiáng)度較高，需利用風(fēng)鎬破碎，下部破碎操作時(shí)，將產(chǎn)生較大的灰塵，工人操作時(shí)需佩戴防毒面罩，并應(yīng)做好通風(fēng)措施。
4.2.3樁頭鋼筋綁扎
待樁頭混凝土浮漿破除完畢，抽水并清理孔內(nèi)渣土，隨即進(jìn)行樁頭十層鋼筋網(wǎng)片綁扎，綁扎此處鋼筋網(wǎng)片時(shí)需與安裝定位器錨栓配合進(jìn)行，鋼筋網(wǎng)片應(yīng)進(jìn)行滿綁，且間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
4.2.4安裝定位器錨栓、固定環(huán)板
樁頭鋼筋綁扎完畢，附加￠25固定支撐鋼筋用于定位器錨栓、固定環(huán)板的輔助安裝，安裝時(shí)用鉛錘吊線定位，將定位十字軸線引至底部樁護(hù)壁，頂部環(huán)板安裝完畢后，將定位十字軸線引至環(huán)板表面，彈防水墨線。用水平尺校核頂部環(huán)板，確保安裝水平。環(huán)板面標(biāo)高的測(cè)設(shè)采用水準(zhǔn)儀、30cm鋼尺及7.5kg錘球相結(jié)合進(jìn)行。使用鋼尺直接傳遞標(biāo)高時(shí)，變動(dòng)鋼尺三次，直至正確無(wú)誤后在樁護(hù)壁十字軸線方向?qū)?yīng)做4個(gè)點(diǎn)(環(huán)板上1m)，以此作為定位器安裝標(biāo)高控制點(diǎn)。如下圖所示： 4.2.5澆筑混凝土至定位器最上一塊固定環(huán)板底
定位器錨栓、固定環(huán)板安裝完畢后，清理樁孔內(nèi)渣土并抽凈積水，確保澆筑樁頭混凝土振搗密實(shí)后標(biāo)高平定位器最上一塊環(huán)板頂面，在樁基鋼筋外側(cè)預(yù)埋直徑300的塑料桶，待混凝土初凝后提出作為抽水孔，待混凝土澆筑終凝后，應(yīng)及時(shí)清理干凈高出最上一塊環(huán)板表面混凝土及浮漿，并測(cè)量復(fù)測(cè)定位板標(biāo)高及定位準(zhǔn)確，在定位板上彈出定位軸線，以便下步焊接定位卡。
4.2.6安裝、焊接固定定位卡(定位器導(dǎo)向板)
在進(jìn)行定位卡焊接之前，應(yīng)抽干凈工作孔內(nèi)積水，并再次清理干凈定位板表面浮漿，用鉛垂儀與7.5kg錘球結(jié)合，復(fù)核環(huán)板面上的定位十字軸線，準(zhǔn)確無(wú)誤后，焊接定位卡。從這步開(kāi)始，至鋼柱吊裝后抹完砂漿止水條強(qiáng)度達(dá)到要求，水泵處于一直工作狀態(tài)。(專(zhuān)用干水泵：在水泵出水口安裝止水閥，防止水管內(nèi)的水倒流入工作孔中，另配有水位感應(yīng)器，自動(dòng)抽水)。 如下圖所示：
4.2.7鋼柱吊裝
在進(jìn)行鋼柱吊裝之前，應(yīng)在孔口加2mm厚鋼蓋板與鋼柱點(diǎn)焊固定，防止鋼柱安裝后異物落入柱內(nèi)。應(yīng)在工作孔側(cè)壁距孔口往下500mm范圍內(nèi)放出控制標(biāo)高，在柱身上用紅油漆畫(huà)出同樣的標(biāo)高標(biāo)記，以便安裝后復(fù)核鋼柱標(biāo)高情況;另外，應(yīng)在孔口放出定位十字線，控制鋼柱安裝定位準(zhǔn)確，及安裝后復(fù)核鋼柱定位。確保抽干凈工作孔內(nèi)積水后，方可吊裝鋼柱。安裝過(guò)程中還需控制鋼柱垂直度在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。孔口固定用槽鋼及鋼筋焊接，并將槽鋼端部利用砼墩包裹固定，以確保鋼柱固定穩(wěn)固。如下圖所示：
4.2.8柱腳抹砂漿止水條
在鋼柱吊裝完畢后，應(yīng)抽干凈工作孔內(nèi)積水，立即在柱腳周圈抹150mm*200mm1：2砂漿(摻參金湯水不漏，遇水即凝)止水條，施工過(guò)程中抽水不可中斷，砂漿抹完3h內(nèi)嚴(yán)禁水面高過(guò)環(huán)板表面，確保贓物無(wú)法進(jìn)入柱芯。
4.2.9下導(dǎo)管澆注混凝土
柱腳止水條施工完畢后，沿柱芯下直徑為200mm，長(zhǎng)度為12m的PVC導(dǎo)管，柱芯混凝土澆筑完成9m后，抽出導(dǎo)管，利用天泵出料口泵管伸入柱芯澆筑。如此，可以保證導(dǎo)管底部管口距混凝土面高度在3～9m之間(砼拋落高度范圍根據(jù)高拋免震砼配比及拋落試驗(yàn)確定)。在澆筑前，需在鋼管柱頂部搭設(shè)操作平臺(tái)，可利用鋼管搭設(shè)獨(dú)立活動(dòng)式操作平臺(tái)，可周轉(zhuǎn)使用，澆筑時(shí)，導(dǎo)管需利用塔吊吊住并根據(jù)澆筑高度隨時(shí)提升。
4.2.10混凝土澆筑完成后鋼柱校核
待柱芯混凝土澆筑完畢，應(yīng)再次核驗(yàn)鋼柱的定位、垂直度及標(biāo)高。
4.2.11回填砂石，工作孔內(nèi)澆鋼柱固定環(huán)
待鋼管柱砼澆筑完成，且砼強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)，即可對(duì)鋼樁周邊空孔部位進(jìn)行回填，采用石粉回填，另外，塔樓柱須在每層樓層梁下500位置澆筑300厚C20微膨脹混凝土固定環(huán)。在石粉回填時(shí)，利用小型挖機(jī)圍繞柱邊均勻回填，嚴(yán)禁單側(cè)回填壓力不均勻造成鋼柱偏移，回填過(guò)程中應(yīng)有測(cè)量人員監(jiān)控。
5.質(zhì)量控制
5.1關(guān)鍵工序質(zhì)量要求
(1)鋼柱定位精度要求：鋼柱的豎向偏位小于±3mm，柱底的的水平偏位小于±50mm。
(2)鋼管砼質(zhì)量要求：鋼管內(nèi)砼澆筑之前，鋼管柱底積水高度≤50mm，且嚴(yán)禁柱底存在泥渣、雜物等。 (下轉(zhuǎn)第236頁(yè))
(上接第223頁(yè))5.2施工應(yīng)注意的質(zhì)量問(wèn)題
(1)當(dāng)原設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁而需要回填重新進(jìn)行人工挖空孔施工時(shí)，應(yīng)注意人工挖孔護(hù)壁嚴(yán)禁在回填及周邊的軟弱土上施工，應(yīng)在原狀堅(jiān)實(shí)的土上進(jìn)行挖孔護(hù)壁施工，以確保后期操作空間的安全穩(wěn)定性。
(2)定位器導(dǎo)向板與定位器底板焊接施工時(shí)，因操作環(huán)境潮濕，應(yīng)確保焊縫質(zhì)量，以確保鋼柱吊裝施工時(shí)底部有足夠的抗剪力，確保鋼柱整體穩(wěn)固性。
(3)定位器底板下部澆筑砼必須確保砼密實(shí)度，即砼完成面與鋼板頂面相平，不得有空隙，以確保鋼柱豎向力傳遞均勻。
(4)鋼管免震砼澆筑，砼的拋落高度應(yīng)嚴(yán)格遵守砼廠家及試驗(yàn)測(cè)試的要求，避免砼因拋落高度過(guò)大或者過(guò)小產(chǎn)生的離散或者不密實(shí)。
6.安全措施
(1)施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)或制訂施工方案，明確安全技術(shù)要點(diǎn)和保證安全的技術(shù)措施。每道工序施工前均應(yīng)進(jìn)行安全技術(shù)教育和安全技術(shù)交底。
(2)所有施工人員必須戴安全帽，高空作業(yè)人員必須佩安全帶，穿防滑鞋，帶工具袋。
(3)人工挖孔樁常見(jiàn)的安全隱患主要有窒息中毒、觸電、盲炮、坍塌、墜落。施工過(guò)程中應(yīng)針對(duì)以上情況進(jìn)行安全巡查。
(4)吊裝工作開(kāi)始前，應(yīng)對(duì)起重吊裝設(shè)備以及所用索具、卡環(huán)、夾具、卡具等的規(guī)格、技術(shù)性能進(jìn)行細(xì)致檢查或試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有損壞或松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)立即調(diào)換或修好。
(5)所有電力線路和用電設(shè)備，必須由持證電工安裝，在混凝土澆注期間安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)，保證電力的正常供應(yīng)和用電設(shè)備的安全;其他人員不得私自亂接、亂拉電線。
7.結(jié)語(yǔ)
該施工工藝應(yīng)用于深圳市崗廈河園片區(qū)城中村改造項(xiàng)目中區(qū)4#號(hào)地塊工程，通過(guò)采用逆做鋼柱施工工法，有效保證了鋼柱施工質(zhì)量，進(jìn)而保證了逆做結(jié)構(gòu)體系的總體質(zhì)量，并在很大程度上縮短了施工工期，節(jié)約了施工成本，鋼柱施工質(zhì)量得到了建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位的好評(píng)，值得在同類(lèi)施工中借鑒和推廣。對(duì)于目前社會(huì)上越來(lái)越多的逆做法施工，起到了很好的促進(jìn)和推廣的作用，使得逆做法施工更容易操作，被更多的建設(shè)方及設(shè)計(jì)方所采納，對(duì)于高度密集的城市群建設(shè)具有非常積極的意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]《地下建筑工程逆作法技術(shù)規(guī)程》(JGJ165-2010).
[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204―2011).
[3]《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300-2001.
[4]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001.
[5]《手工電弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸》(GB985.1-2008).
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