土建施工大型桩柱施工法

摘要：响螺湾交通枢纽配套市政工程，位于天津市滨海新区响螺湾中心商务区。本工程由天津滨海新区建设投资集团有限公司兴建，由铁道部第三勘察设计院集团有限公司设计。本标段土建施工包括轨道交通地下结构工程B1线，本标段B1线为地下2层，车站规模为3台6线，深度约为21m；轨道交通地下结构工程Z1线（京津城际站场及B1线车站正投影下方的Z1线地下结构工程），本标段Z1线为地下三层，深度约为28.5m，总建筑面积约25794m?。目前本标段的主要施工任务为施工直径为2.2米的AM旋挖扩底桩共计212根，直径为2.4米的AM旋挖扩底桩共计30根，钢管柱桩119根，格构柱桩63根。构柱桩63根。

关键词：土建；施工；建设

一、施工重难点

（一）大直径桩垂直度控制。选用性能优良的旋挖钻机，配备全自动垂直调平系统，要求操作手精心控制；同时在成孔过程中使用测量仪器抽检钻杆垂直度，使用超声波仪分阶段检查垂直度。

（二）钻孔定位控制。测量放样时通过多次复核的方式使定位精准， 钻孔施工时，使用定位架，并预埋开孔套筒，钻机就位时保持底座平稳，钻头中心采用桩定位器对准桩位。

（三）沉渣厚度控制。当成孔作业达到预定深度后，进行空钻旋转，直至孔底沉渣基本清除干净。然后在浇注混凝土前使用普通导管的空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式进行二次处理。

（四）吊装安全控制。理论计算结合实际经验，合理设置满足安全要求的吊点；钢筋笼采用320t主吊和220t副吊双机抬吊方式起吊、10点起吊的方式。

（五）钢管柱定位精度控制。中间桩钢管柱的安装中难点在于定位精度问题。

二、中间桩柱施工说明

本工程中间桩柱施工时，直孔灌注桩上部钢管柱安装采用两点定位法、钻孔桩采用旋挖钻机常规方法施工；扩孔灌注桩上部钢管柱安装采用HPE工法、扩孔桩采用AM工法施工。

（一）两点定位法施工用钢套筒说明。在两点定位法施工过程中，钢套筒的作用是为完成钢管柱自动定位器安装及相关工作而提供安全保障，既保护桩孔内施工人员的安全，也能防止施工过程中塌孔等意外情况对钢管柱安装质量所产生的不利影响。

钢套筒总长度约为20.7m，底部锚入混凝土1m。在地面分3节加工，底部不可拆除部分为下节（约长4.5m），顶部保证吊装安全部分为上节（约长15.7m），中间连接部分为中节（约长0.5m）。

吊装时下节与钢筋笼焊接后整体吊装；上节与中节内法兰连接后整体吊装；在孔口对接时将中节和下节通过外法兰连接，最终使钻孔桩钢筋笼和钢套筒形成整体后下放到位。

中间桩柱施工完成后，顶拔回收上节钢套筒并进行重复利用。

（二）两点定位法施工用定位器说明。自动定位器是一种预先加工的装置，自动定位器的作用是通过其构造特点实现对钢管柱的引导、限位、精确定位的功能。

安装时采用可调式连接螺栓（竖向）将先行焊在钢套筒上定位穿孔钢板和定位器上的定位十字板连接。同时进行水平方向、垂直方向精确校正，确保其平面位置、高程和垂直度满足设计及施工规范后，将自动定位器和钢套筒、定位器锚固筋焊接形成整体，并浇注高强度混凝土将其锚固固定。

三、中间桩柱盖挖逆做综合施工方案

本工程中间桩柱施工时，直孔灌注桩上部钢管柱安装采用两点定位法、钻孔桩采用旋挖钻机常规方法施工；扩孔灌注桩上部钢管柱安装采用HPE工法、扩孔桩采用AM工法施工。

（一）施工准备。硬件准备：场地、测量人员、仪器设备、材料等；技术准备：图纸审核、施工方案及交底等。

（二）桩心定位及埋设开孔钢护筒。1.在控制桩上架设仪器，利用极坐标法正倒镜放出桩柱中心点位置。2.在放好的桩点处拉十字线，引到桩柱的外侧，放置定位架，使定位架的中心点与十字线的中心重合，用仪器进行桩点复测。3.开孔钢护筒要根据设计桩位中心线埋设，其位差应不大于50mm，护筒具有定位导向钻头的作用，同时也具有围护孔口防止坍塌的效果。

（三）成孔、清底验槽。成孔选用性能优良的钻机、重点控制泥浆指标、孔的垂直度、沉渣厚度、等指标。

（四）吊装钻孔灌注桩钢筋笼及钢套筒。1.在下放钢套筒及钢筋笼之前，在孔口预先置放安装平台，它控制钢套筒的下放标高，又可固定钢筋笼和钢套筒，便于在孔口进行连接。2.吊装施工时，钻孔灌注钢筋笼和下节钢套筒焊接，采用10吊点、双机抬吊整体吊装；中、上节钢套筒采用内法兰连接，采用4吊点、双机抬吊整体吊装；先后两次吊装作业最终在孔口通过外法兰形成对接，然后整体下放入孔。

（五）第一次灌注（钻孔灌注桩）。1.灌注流程：安设导管使球胆与导管内水面紧贴 吊放大漏斗、灌注封底混凝土连续灌注至预定标高。2.中间桩柱混凝土灌注共分四次。3.第一次灌注桩基混凝土至预定位置，即自动定位器锚固底边以上1.5m处，该1.5m混凝土属于超灌量，安装定位器前需凿除。

中间桩水下混凝土浇筑完后，用砂石对钢套管四周进行回填至护筒口，以达到稳定钢套管的目的，方可拆除施工平台和钢护筒

（六）抽排钢套筒内泥浆。在桩基混凝土灌注至要求高度后约6小时，即桩顶混凝土初凝后即可抽排钢套筒内泥浆，以便工人下到钢套筒内，进行清理并凿除桩顶浮浆及混凝土至定位器底部锚固面并安装定位器。

（七）桩底桩侧注浆。每根钻孔灌注柱设置声测管4根；注浆管桩侧2根、桩底3根，下端安装特制的单向截流阀。混凝土浇筑完成且达到一定强度后开始注浆。

（八）桩顶混凝土凿除（1.5m）。在桩口搭设小型临时龙门架，采用电动葫芦进行垂直运输，将施工人员、机具吊运至护筒底，用风枪凿除柱基表层混凝土至自动定位器的定位十字板底位置。施工时需设置保护措施和空口看守，并及时向套管内输送新鲜空气，改善作业环境

（九）安装自动定位器、第二次灌注（定位器锚固）。安装自动定位器，调整定位器精度符合设计要求后，打开上、中节钢套管间内法兰连接的2/3螺栓，并拆除剩余1/3螺栓的螺帽（螺帽设置在下端）。然后进行中间桩柱的第二次浇筑，即500mm高C50早强定位器锚固砼。

（十）吊装钢管柱、钢管柱上下端定位。待定位器锚固混凝土灌注4小时后，强度达到20MPa时，便可起吊下放钢管柱，起到方式为用220t和50t履带吊车双机抬吊。

钢管柱底部可直接嵌入定位器，通过标高测定柱底与定位器的吻合程度。通过设置在钢套筒与柱体之间的4只可调式花篮螺栓进行柱体上端定位，花蓝螺栓可对柱置进行微调。精确校正钢管柱顶标高、纵轴线位置及垂直度。

（十一）第三次灌注（钢管柱下端锚固）。定位精度达到要求后，用小导管从钢管柱外侧浇筑钢管柱C50自密实锚固混凝土砼至底板底标高以上0.5m。

四、结论

经过严密计算和精确测放点位，埋设桩柱点位精度达到±3cm，符合要求，垂直度检测均未超过0.2%允许值，说明这种测量放样作业方式能够满足施工要求和精度要求。