公路施工：格构柱快速定位施工工法

格构柱快速定位施工格构柱快速定位施工工工法法 GGG（中企）D6-2018 中交一公局第五工程有限公司 崔斌杨晶荣胡培林张伟徐良 1 1、前言、前言 随着社会经济和城镇化的高速发展， 机动车保有量高速增长， 交通日益拥堵， 城市交通也面临巨大的压力。为疏解交通拥堵，在城市干道节点上越来越多的采 用立体交通形式，因下穿隧道具有对城市景观和噪音干扰小等特点，涉及到老路 迁改、城市建筑规划等多种原因，在城市道路建设中下穿式隧道应用日益增多， 下穿式隧道多采用明挖顺筑法施工。 本工法依托扬州开发路隧道采用明挖顺筑法施工，即开挖至基坑底后顺筑 底、侧墙及顶板和其他结构。基坑最大开挖深度达 15.8m，宽度最大为 28.5m。 基坑采用内支撑体系，在基坑顶部设置砼支撑梁，用以抵抗基坑侧向土压力，支 撑梁中部采用格构柱支撑。格构柱是支撑体系中重要的组成部分，其安装施工质 量（高程、偏位控制）的好坏对基坑支撑体系的稳定、可靠有着直接的联系，进 而关系着基坑开挖的安全。格构柱在基坑开挖前施工钻孔灌注桩时提前预埋，但 桩基础在待开挖的基坑以下，格构柱随着桩基钢筋笼一同入孔，没入孔内泥浆之 中， 这就造成格构柱的入孔安装精度无法进行有效的控制， 而且格构柱安装完毕， 灌注砼后既成型，无法调整，对后续基坑开挖施工造成无法预估的安全隐患和质 量隐患。为了确保格构柱安装的施工质量，确保整个基坑支撑体系的稳妥可靠， 经过工程技术人员的深入研究和创新， 设计加工制作了用于提高格构柱安装定位 准确性的标高及偏位控制设备。 该工法已成功应用到扬州市城市南部快速通道施工中， 通过该工法施工三百 多根格构柱桩基。使用现场施工质量控制标准、精度高、进度快，经济效益和社 会效益显著，降低了作业的难度，缩短了施工工期，得到扬州市城市南部快速路 建设指挥部的高度认可与赞赏。 该工法获得工法荣获中交一公局局级工法；获得实用新型专利一项，QC 获 第 1 页 共 12 页 得中国建筑业协会质量管理“一等奖” ，本工法来源于深基坑钢支撑支护体系 质量控制及优化的课题荣获公路工程科技创新成果“三等奖” ，2017 年 10 月 25 日由中国公路建设行业协会会议形式组织技术鉴定，经专家鉴定该课题研究 成果总体达到国内领先水平。 2 2 工法特点工法特点 2.0.1 在格构柱与钢筋笼入孔后，由于全部没入泥浆，不可见，该设备能够 在格构柱和钢筋笼入孔后进行偏位及标高检测。 2.0.2 格构柱入孔后，在检测完毕如果格构柱安装有偏位，一般情况下需要 将钢筋笼和格构柱重新吊出，调整合适后重新入孔，费时费力，且由于耗时长， 钻孔灌注桩塌孔、缩颈的风险也增大，该设备可以不将钢筋笼及格构柱吊出的情 况下，能够对格构柱偏位进行调整。 3 3 适用范围适用范围 格构柱定位器适用于所有格构柱桩基施工时对格构柱的控制。 4 4 工艺原理工艺原理 4.0.1 格构柱用作压弯构件，多用于厂房框架柱和独立柱，截面一般为型钢 或钢板设计成双轴对称或单轴对称截面。格构体系构件由肢件和缀材组成，肢件 主要承受轴向力，缀材主要抵抗侧向力（相对于肢体轴向而言） 。格构柱缀材形 式主要有缀条和缀板。格构柱的结构特点是，将材料面积向距离惯性轴远的地方 布置，能保证相同轴向抗力条件下增强构件抗弯性能，并且节省材料。 4.0.2 在带有格构柱的钻孔灌注桩施工时，采用格构柱定位控制器，在格构 柱入孔后，利用该设备进行高度、偏位的检测及调整，保证在格构柱没入泥浆不 可见的情况下，能够使用该设备对格构柱标高、偏位等情况进行检测并调整，与 传统的利用格构柱吊筋进行格构柱方向及标高的调整相比。 工艺操作简单， 质量、 进度、经济、社会、节能减排方面都取得了显著的效益。 5 5 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 第 2 页 共 12 页 5.15.1 工艺流程工艺流程 5.25.2 操作要点操作要点 5.2.15.2.1 钻孔桩成孔钻孔桩成孔 钻孔灌注桩成孔后严格按照检验标准进行检验，检验合格后进入下到工序， 钢筋笼安放。 5.2.25.2.2 钢筋笼安装钢筋笼安装 钢筋笼和格构柱在加工厂加工完毕经验收合格后运至现场， 钢筋笼和格构柱 存放时场地必须平整，首末端以及中部均采用槽钢托架或者方木支垫，防止钢筋 笼和格构柱变形或受到污染。钢筋笼和格构柱加工严格按照图纸设计进行。为保 证格构柱安装顺利，将与格构柱焊接的该节钢筋笼范围内加强筋直径加大，大于 图纸设计，使主筋套于加强筋内（原设计主筋在加强筋内） 。主筋及箍筋间距等 均维持原图纸设计。格构柱如图 5.2.2-1，钢筋笼如图 5.2.2-2。 图 5.2.2-1 格构柱图 5.2.2-2 钢筋笼 5.2.35.2.3 格构柱焊接格构柱焊接 按照要求下放钢精笼，下放至最后一节与格构柱焊接的钢筋笼时，首先与 上一节钢筋笼焊接并保证焊接质量，焊接完毕后将钢筋笼下放，起吊格构柱。格 第 3 页 共 12 页 构柱对中并调整好垂直度后，提起钢筋笼至格构柱焊接的设计位置，焊接 4钢 筋（直径为 14mm 的螺纹钢筋）与格构柱焊接牢靠。4筋角度视现场钢筋笼与格 构柱空间距离确定，可适当进行更改。格构柱进入钢筋笼示意图 5.2.3-1，格构 柱与钢筋笼连接定位筋图 5.2.3-2。 图 5.2.3-1 格构柱进入钢筋笼图 5.2.3-2 格构柱与钢筋笼连接定位筋 5.2.45.2.4 焊接完成的格构柱焊接完成的格构柱 随着 4筋的焊接逐步下放格构柱和钢筋笼，整体下放至孔内，完成格构柱 及钢筋笼安装。安装完成的格构柱如图 5.2.4-1。 图 5.2.4-1 格构柱安装完成 5.2.55.2.5 格构柱安装定位控制设备格构柱安装定位控制设备 格构柱安装定位及标高控制设备采用钢桶、钢板加工制作，顶部设计有锥形 头， 一方面方便插入格构柱， 另一方面嵌入格构柱， 起到调整格构柱偏位的作用。 在钢桶上安装两块钢板，钢板长宽与格构柱内部长宽一致，主要用于调整格构柱 偏位。尾部安装有十字定位筋，用以校核格构柱偏位控制情况，如有偏位，可通 过定位筋直观的确定调整角度。尾部定位筋下方 10cm 处在钢桶桶壁预留孔洞， 第 4 页 共 12 页 使用时可以插入φ48 钢管或者钢棒进行调整。钢桶外部涂刷红白相间的油漆， 其间距为 10cm，用以检测格构柱实际标高，进行标高控制。格构柱定位设备如 图 5.2.5-1。 定位设备正视图 定位设备俯视图 格构柱定位设备如图 5.2.5-1 5.2.65.2.6 利用设备进行利用设备进行精确定位精确定位 利用格构柱设备进行格构柱偏位及标高的调整，确保格构柱准确定位。在使 用过程中，设备能够很轻松的插入格构柱，锥头钢板和桶身中部钢板均插入格构 第 5 页 共 12 页 柱后，可以有效的对格构柱的偏位角度、格构柱中心与桩中心偏差进行检测，通 过标尺可以直接读取标高误差，如果有偏差，在定位设备尾部预留孔内插入钢棒 或钢管，可直接进行偏位调整，格构柱定位设备的安装如图5.2.6-1，格构柱中心 定位如图 5.2.6-2。 图 5.2.6-1 格构柱定位设备安装图 5.2.6-2 格构柱中心定位 5.2.75.2.7 混凝土浇筑混凝土浇筑