深基坑工程T讲义10296

天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建施工一标段钢管柱桩施工汇报中国建筑第八工程局有限公司天津西站交通枢纽工程一标段项目经理部2009年10月16日

汇报内容一、工程概况二、中间桩柱施工方案一、工程概况

天津西站交通枢纽配套市政公用工程一标段，地铁4号线A区内国铁范围内有3棵带有直径1.2m结构柱的中间桩，结构柱采用直径1.2m钢管混凝土柱，钢管柱要求采用Q345，钢管柱锚入底部直径2200的灌注桩2.5米。钢管柱设计要求较高，立柱中心线与桩中心线<5mm，立柱垂直度偏差<H/1000,且<15mm。三、中间桩柱施工方案整体方案思路：“一次成孔，两次吊放，上下定位，四次浇注”。即中间桩柱施工采用旋挖钻机正常成孔后，首先吊放下节钢套管与桩基钢筋笼焊接连接体并在孔口固定，然后吊放上节钢套管与伸出钢筋笼的下节钢套管法兰连接，整体吊放到位后，首次浇注混凝土至钢管柱底端插入设计位置上1.5m，抽浆下人，凿出超灌混凝土，安装固定下部自动定位器，二次浇注混凝土至自动定位器底面标高，吊放钢管柱至自动定位器上，上端螺杆定位调节并固定，三次浇注混凝土至桩顶设计标高，最后灌注钢管柱内混凝土至设计位置。2.1方案思路三、中间桩柱施工方案1、支撑钢套管总长度为30m左右，高出地面约600mm，分两节吊放安装。下节管长5.5m，与钢筋笼焊接，在1.5m处侧壁对称焊接一对吊耳，用于下放钢套管及与上节管连接时插杠固定。下节与上节管通过外法兰M22高强螺栓加橡胶垫连接和止水。2、支撑钢套管设计尺寸：内径φ2100mm、t=16mm、Q235钢钢板卷制而成，并在钢护筒内侧焊接加强肋板,（下节不设加强肋板，肋板间距3.0m，肋板高40mm、采用16mm厚钢板加工）。3、支撑钢套管分两节：第一节：5.5m；第二节分别长24.797m（M轴）、24.818m（L轴）、26.639m（1/L轴）。2.2支撑钢套管设计说明三、中间桩柱施工方案1、自动定位器的原理及作用中间立柱钢管柱采用上下两端定位法固定，其下端定位依赖自动定位器，上端用可调式螺栓定位。自动定位器是一种预先加工的装置，固定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、定位器钢筋锚筋焊接形成整体。定位器灌注混凝土为C50早强混凝土，灌注标高至钢管柱底标高，采用导管运至孔内，在孔底进行人工捣实抹平。其构造特点决定了可实现对中间立柱的引渡、限定、精确定位的功能。2.3自动定位器设计说明三、中间桩柱施工方案自动定位器呈十字锥形，由20mm钢板组焊而成，然后由车床整体加工，精确的加工保证其中心位置误差在3mm以内，固定边与水平面所成的直角误差在1‰以内。其锥底宽度比钢管内径小6mm。其主要构件包括锥形引渡板、定位十字板、环形锚固脚及定位铁件等构件。2.3自动定位器设计说明2.4中间桩柱钢筋笼、钢管柱、定位器及其他预埋件相对关系总体关系钻孔桩、上端定位器、钢管柱相对关系

上下节外法兰连接示意图孔桩、钢管柱、钢护筒、定位器相对关系

三、中间桩柱施工方案测量定位→安放常规护筒→旋挖机钻孔→成孔→下钢筋笼（带有下部支撑护筒）→吊放上节钢套管与伸出钢筋笼的下节钢套管法兰连接→钢筋笼和钢套管整体吊放到位→首次浇注混凝土至钢管柱底端→混凝土凝固→抽干孔内泥浆→安放输气管、电缆线等→人工下孔→人工剔凿清理桩头至钢柱底标高下500→吊放安装自动定位器→二次浇注混凝土至自动定位器底面标高→吊放钢管柱至自动定位器上→人工下空通过上端螺杆定位调节校正钢管柱位置和垂直度并与支撑钢护筒固定牢固→三次浇注混凝土至桩顶设计标高→最后灌注钢管柱内混凝土至设计位置→空灌部分填灌石硝密实→施作桩顶封口钢筋混凝土盖板2.5中间桩柱施工工艺流程三、中间桩柱施工方案1、施工准备2、测量放线3、成孔（1）采用旋挖钻机成孔，泥浆护壁，制备泥浆的性能指标必须符合规范的要求，施工期间护筒泥浆面高于地下水位1.0m。（2）桩径偏差不超过50mm，桩身垂直度小于1/150桩长，孔底沉碴厚度不大于100mm。4、清底：终孔停钻后和混凝土灌注之前各进行一次沉渣处理。

5、制备及吊放桩基础钢筋笼：按设计及规范要求绑扎钢筋笼，钢筋笼入槽前，沉渣厚度符合设计要求，要保证笼顶标高及钢筋笼的垂直度。2.6中间柱施工方法三、、中中间间桩桩柱柱施施工工方方案案1、制制备备及及吊吊放放钢钢套套管管，，与与桩桩基基钢钢筋筋笼笼连连接接钢套套管管的的作作用用是是为为安安装装自自动动定定位位器器。。上上、、下下两两节节间间内内采采用用外外法法兰兰螺螺栓栓加加橡橡胶胶垫垫联联结结。。在在上上节节钢钢套套管管顶顶部部内内侧侧，，两两个个相相互互垂垂直直的的方方向向各各焊焊接接两两段段15cm长φ6钢筋段，，钢筋段段与钢套套管纵轴轴线平行行，便于于检测钢钢套管的的垂直度度。上节节护筒内内下孔前前设置爬爬梯。其其直径、、管口圆圆度、端端面对管管轴的垂垂直度等等检测项项目的偏偏差均要要满足规规范要求求。接口口处结合合紧密，，具备良良好的水水密性，，以阻断断地下水水及泥浆浆的渗入入。管节节间接拆拆卸方便便，便于于上下管管间的分分离。吊吊放钢套套管前，，用吊车车配合人人工将上上、下节节钢套管管联结好好，进行行相应质质量检测测，符合合设计及及规范要要求后，，可吊放放钢套管管。2.7钢管柱安装三、中间桩柱柱施工方案下放钢套管及及钢筋笼前，，在孔口预先先置放安装平平台，控制钢钢套管的下放放标高，又可可固定钢筋笼笼和钢套管。。安装平台面面标高在钢筋筋笼及钢套φ1200钢管柱安装平平台示意图如如右图：2.7钢管柱安装φ1200钢管柱安装平台示意图三、中间桩柱柱施工方案2.7钢管柱安装管下放、安装装前进行测定定，以控制钢钢套管安装标标高。（1）用250t、100t两台履带吊车车将下节钢套套管吊放入槽槽，并临时使使其上端置于于预先设置好好的槽钢架间间；（2）人工将上、、下节钢套管管连接起来，，保证防水要要求后，继续续下放钢筋笼笼到设计标高高；（3）通过两个方方向的定位点点拉十字线找找出桩心位置置；（4）用靠尺放在在钢套管内预预先焊好的钢钢筋段上检测测钢套管垂直直度；（5）在钢套管顶顶部法兰盘位位置设置4根可调式螺栓栓丝杠，调整整钢套管的中中心位置及垂垂直度；（6）待钢套管中中心与桩心重重合，钢套管管垂直度满足足要求后，用用铁楔子将钢钢套管与槽钢钢架之间空隙隙塞紧、焊实实，固定钢套套管，防止在在混凝土浇筑筑过程中，钢钢套管发生移移位或倾斜现现象。钢套管的中心心位置偏差≯≯2cm，垂直度偏差差≯5cm。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装2、首次灌注注柱基混凝凝土至预定定位置中间立柱钢钢管结构柱柱基础为C30钢筋混凝土土钻孔灌注注桩，其设设计桩径为为2.2m，钻孔灌注注桩结构底底下入土长长度有45.0m，第一次灌灌注钻孔桩桩基础混凝凝土至钢管管柱底标高高以下0.50m，施工中该该位置超灌灌0.5m。钻孔灌注桩桩混凝土采采用导管法法灌注。首首次灌注柱柱基混凝土土的目的之之一为用桩桩基混凝土土固定封闭闭钢套管下下端，使钢钢套管下端端牢固固定定，并使管管内泥浆与与管外泥浆浆隔离。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装3、抽排泥浆浆，对桩底底进行注浆浆柱基混凝土土浇筑12小时，钢套套管内的泥泥浆采用潜潜水泥浆泵泵抽排，潜潜水泥浆泵泵扬程为50m。底部潜水水泵无法抽抽出部分泥泥浆需人工工排除。每每根桩设置置注浆管，，注浆材料料为纯水泥泥浆，注浆浆量和注浆浆压力结合合静载试验验确定。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装4、柱基混凝凝土表面凿凿除在桩口搭设设小型临时时龙门架，，用电动葫葫芦进行垂垂直运输，，将施工人人员、机具具吊运至护护筒底，用用风镐凿除除柱基表层层混凝土至至自动定位位器的定位位十字板底底位置。混混凝土凿除除超灌混凝凝土度约为为50cm。凿除过程程中严格控控制凿除层层底标高，，严禁凿除除深度超出出预定位置置，凿下的的混凝土块块用钢套管管内的0.1m3出土斗，垂垂直提升至至地面，施施工中注意意向套管内内输送新鲜鲜空气，改改善作业环环境。主要配套设设置：配备备一台送风风机、一台台排风机向向井下进行行换风，风风量500m3/h；配有一个个活动吊挂挂钢爬梯，，分三节连连接挂于套套筒的壁上上。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装5、安装自动动定位器，，进行第二二次锚固混混凝土的浇浇筑（1）自动定位位器的原理理及作用中间立柱钢钢管柱采用用上下两端端定位法固固定，其下下端定位主主要依赖于于自动定位位器，上端端用可调式式螺栓定位位。自动定定位器是一一种预先加加工的装置置，固定时时采用可调调式连接螺螺栓(竖向)将先行焊在在钢套筒上上定位穿孔孔钢板和定定位器上的的定位十字字板连接。。同时进行行水平方向向、垂直方方向精确校校正，确保保其平面位位置、高程程和垂直度度满足设计计及施工规规范后，将将自动定位位器和钢套套筒、定位位器钢筋锚锚筋焊接形形成整体。。定位器灌灌注混凝土土为C50早强混凝土土，灌注标标高至钢管管柱底标高高，采用导导管运至孔孔内，在孔孔底进行人人工捣实抹抹平。其构构造特点决决定了可实实现对中间间立柱的引引渡、限定定、精确定定位的功能能。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装（2）自动定位位器的设计计自动定位器器一般呈十十字锥形，，中心位置置误差在3mm以内，固定定边与水平平面所成的的直角误差差在1‰以内。其锥锥底宽度比比钢管内径径小6mm。主要构件件包括锥形形引渡板、、定位十字字板、环形形锚固脚及及定位铁件件等，其中中锥形引渡渡板、定位位十字板实实现对钢管管柱的引渡渡功能，并并限定钢管管柱的水平平位移；环环形锚固脚脚承托钢管管柱，并控控制钢管柱柱的水平位位置及标高高，锚固于于圆形钢筋筋混凝土桩桩内，防止止自动定位位器变形、、移位；定定位铁件承承托上部构构件，提供供准确的空空间位置。。要严格控控制定位器器的制作质质量，以保保证满足精精度要求。。自动动定定位位器器设设计计平平面面、、立立面面示示意意图图三、、中中间间桩桩柱柱施施工工方方案案2.7钢管管柱柱安安装装（3）自自动动定定位位器器的的安安装装及及第第二二次次混混凝凝土土浇浇筑筑A钢结结构构柱柱、、自自动动定定位位器器安安装装定定位位工工艺艺流流程程①定定位位器器安安装装定定位位校核定位器标高及桩心位置灌注C50细石早强砼锚固定位器在地面将定位器预埋安装脚焊接于下节钢套管管壁设计位置上下放钢套管并将其下端锚固于桩基砼中砼内，并严格控制其标高抽排钢套管内泥浆钻除钢套管内桩顶浮浆由井口将标高控制点投测于钢套管管壁上，将桩心投测于桩基表面根据实测桩心位置在地面修整十字板四肢下人进入钢套管，在定位器预埋安装脚上焊接定位器连接板将定位器吊入钢套管内安装就位，用调节螺栓调节其标高，推移定位器调节其桩心紧固定位器调节螺栓不合格合格钢管柱、定位器安装工艺流程图三、、中中间间桩桩柱柱施施工工方方案案2.7钢管管柱柱安安装装B中间间桩桩柱柱的的地地面面定定位位采用用全全站站仪仪整整体体测测设设中中间间桩桩柱柱设设计计平平面面位位置置，，并并在在护护筒筒施施工工区区域域外外十十字字轴轴线线方方向向上上做做护护桩桩，，确确保保桩桩心心位位置置，，并并有有利利于于桩桩心心的的恢恢复复。。C钢结结构构柱柱底底标标高高的的测测设设采用用水水准准仪仪及及30m钢尺尺（（有有尺尺长长改改正正））相相结结合合，，测测设设钢钢结结构构柱柱底底标标高高。。为为便便于于钢钢套套管管内内定定位位器器的的安安装装，，将将柱柱底底标标高高上上返返50cm。使使用用钢钢尺尺直直接接传传递递标标高高时时，，变变动动钢钢尺尺三三次次，，直直至至正正确确无无误误后后在在钢钢套套管管壁壁十十字字轴轴线线方方向向对对应应做做4个点点，，以以此此作作为为定定位位器器安安装装标标高高控控制制点点。。三、中中间桩桩柱施施工方方案2.7钢管柱柱安装装D定位器器的桩桩心测测设从地面面用垂垂球将将桩心心引测测至钢钢套管管内桩桩基面面上，，标定定定位位器的的中心心位置置，以以此指指导定定位器器的初初定位位安装装。其其后将将1/20万的投投点仪仪通过过全站站仪直直接置置于地地面桩桩心位位置，，将桩桩心直直接投投测于于定位位器中中心，，指挥挥定位位器精精确定定位，，直至至安装装完毕毕。为避免免投点点仪投投点视视镜不不铅垂垂误差差，每每次投投点时时变化化三个个方向向，如如点位位均落落于同同一点点时，，即是是桩心心。否否则会会产生生三个个方向向点A、B、C并组成成一个个三角角形，，此时时，取取三角角形的的中心心点为为桩心心。E柱体吊吊装就就位测测量控控制通过两两台经经纬仪仪，分分别置置于轴轴线的的护桩桩上，，随时时用相相交点点，指指挥柱柱体的的吊装装，直直至其其标高高垂直直度无无误后后完成成吊装装。三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装（2）第二次浇浇注桩基混混凝土至预预定位置并并锚固①锚固混凝凝土为缩短施工工周期，保保证定位器器牢固地锚锚固于桩基基砼中，并并在钢管柱柱吊装过程程中不发生生变形移位位，采用商商品C50早强细石砼砼锚固定位位器，其2h强度可达达到20Mpa。②主要施施工工艺艺并从井口口用料斗斗装砼吊吊入桩底底，人工工浇筑、、振捣，，浇筑过过程中确确保定位位器下砼砼密实饱饱满。浇浇筑完毕毕，用抹抹布抹去去定位器器上砼残残渣，以以免影响响定位精精度。混凝土浇浇筑完毕毕且终凝凝后，洒洒水养护护，至2h左右后混混凝土强强度达到到C20时即可吊吊装钢管管柱。三、中间间桩柱施施工方案案2.7钢管柱安安装6、钢管柱柱的吊放放安装定定位钢管管柱顶部部固定示示意图钢钢管柱（1）待定位位器锚固固混凝土土达到设设计强度度，用履履带起重重机采用用两点起起吊法吊吊装钢管管柱，一一次整体体吊放入入槽，中中间不接接驳。（2）在柱顶顶对称焊焊接设置置一对吊吊耳，同同时在吊吊耳侧加加焊肋板板，以确确保柱体体处于最最不利位位置时，，吊耳不不发生侧侧翻破坏坏现象。。（3）用250t履带吊车车吊机采采用两点点起吊法法吊装钢钢管柱，，将柱体体垂直放放入孔中中，钢管管柱底部部可直接接嵌入定定位器，，钢管柱柱可在其其底部加加焊定位位短管嵌嵌入定位位器，其其管端稳稳固座落落于定位位器十字字定位板板上，通通过标高高测定柱柱底与定定位器的的吻合程程度。钢管柱顶部固定示意图钢管柱三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装（4）通过设置置在钢套管管与柱体之之间的4只花篮螺栓栓进行柱体体上端定位位，对柱体体位置进行行微调。精精确校正钢钢管柱顶标标高、纵轴轴线位置、、垂直度后后下放。用用槽钢将柱柱体与工作作钢套管焊焊接牢固。。钢管柱下下端平面位位置、标高高、垂直度度由定位器器确定，钢钢管柱上端端空间位置置校定后，，即可认为为柱顶与柱柱底在垂直直方向投影影重合，钢钢管柱位置置已精确定定位。（5）柱顶钢筋筋笼在吊放放前在地面面与柱体焊焊接在一起起整体吊装装。钢管柱顶部固定示意图钢管柱三、中间桩桩柱施工方方案2.7钢管柱安装装7、第三次次灌注柱基基杯口混凝凝土至设计计位置杯口砼亦可可采用C50早强细石砼砼，以缩短短施工周期期。采用直直升导管法法浇筑，用用专用导管管灌注柱基基杯口混凝凝土，导管管内径8cm，混凝土的的灌注连续续进行，浇浇筑时注意意环向撒布布混凝土，，通过测算算混凝土浇浇筑量及测测绳测量控控制混凝土土浇筑面标标高，为确确保基础混混凝土质量量，桩顶混混凝土灌注注面高于主主体结构底底板底面50cm，待施作主主体结构底底板时，将将超灌部分分混凝土凿凿除。三、中间桩桩柱施工方方案2．7钢管柱安装装