成果名称: 逆作法钢管结构柱后插法定位 施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司
主要人员: 赵建国,郑磊,刘智明,王振威,韩凯,雷斌,高恒天,赵思兴,龙燕
介绍:

    1.课题来源与背景: 随着城市经济的快速发展,城市的人口在不断快速增长,城市交通问题也成为人们普遍关注的热点。为了缓解交通压力,近年来城市的地铁建设在飞速发展。受周边环境制约以及地质条件等因素影响,在地铁车站工程中多采用盖挖逆作法的施工工艺,其地铁车站结构中的钢管结构常作为永久结构的一部分,规范和设计要求钢管结构柱的施工精度比较高,钢管结构柱的垂直度偏差规范要求为其长度的1/1000且最大不大于15mm,对于超深、超长钢管结构柱桩,采用钢管结构柱和孔底钢筋笼在孔口对接、分两次浇筑的传统的施工工艺很难控制到规范的精度要求。 因此,如何很好地解决钢管结构柱桩施工精度控制的问题,成为一个很有必要研究和解决的课题。

    2.技术原理及性能指标: 利用全回转钻机安放15m长的钢套管,作为钢管结构柱底部灌注桩成孔时的护壁长护筒,为桩孔垂直度控制提供导向定位,具体见图2-4。钻进采用德国进口的大功率宝峨BG46旋挖钻机钻进成孔,其设备稳定性好,且自身内置先进的定位和垂直度监控及纠偏系统;成孔后采用日本DM-604R超声波测壁仪对成孔质量进行检测,直接打印孔壁垂直度结果,确保桩身成孔质量满足设计要求,打印出的孔壁垂直度结果具体见图2-5;最后安放钢筋笼、灌注桩身混凝土,完成钢管结构柱下部的灌注桩施工。 后插法综合定位施工技术主要根据两点定位的工作原理,通过全回转钻机自身的两套液压定位装置和垂直液压系统,结合万能平台将底端封闭的钢管结构柱垂直插入至初凝前的下部灌注桩混凝土中(混凝土采用缓凝混凝土,缓凝时间约36h)。

     3.技术的创造性与先进性: 3.1 后插法施工工艺 钢管立柱桩传统的施工工艺多采用孔口拼接、一次成型成桩的工艺,对于长桩很难控制和保障设计要求的垂直度。而本工艺先安放下部钢筋笼、浇筑混凝土,首先保证底部桩基的垂直度,然后采用后插法工艺通过控制钢管结构柱的垂直度进而达到设计要求的精度。 3.2 综合垂直定位施工技术 在钢管结构柱的顶部安装一个倾角传感器,利用全回转设备和万能平台调整钢管结构柱的垂直度状态,清零校正倾角传感器的初始读数,然后通过显示仪全程监控钢管结构柱的垂直度状态,如有偏差可用全回转设备进行精确微调,直至用全回转设备把钢管结构柱插入至设计标高。倾角传感器的控制精度为0.01度,完全可以满足钢管结构柱设计的垂直度控制精度要求。 3.3 万能平台定位、加持稳固工艺 万能平台在提供水平作业平台的同时,四个角的卡槽还具有辅助定位的功能,能大大缩短全回转设备定位安放的时间。此外,钢管结构柱在混凝土浇筑后还需要保持稳定姿态至混凝土达到一定的强度,万能平台可以代替全回转设备加持稳固钢管结构柱,进而提高全回转设备的周转利用率。

    4.技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本技术经过一系列现场试验、工艺完善、以及现场总结、工艺优化,最终形成了完整的施工工艺流程、技术标准、操作规程,顺利解决了钢管结构柱施工以及垂直度控制的难题。适用于深基坑支撑体系中的超长钢管结构柱定位施工,适用于逆作法钢管结构柱后插法定位施工。经过多个项目的实践证明,本技术施工安全性良好。

    5.应用情况及存在的问题: 本技术已经在多个项目中应用,实现了施工安全便捷、文明环保、质量可靠且高效经济的目标,达到预期效果。 存在的问题和改进意见: 存在问题:万能平台就位无法一次到位,校核后需要调整时,还要吊车起吊然后人工配合调整,调整过程比较麻烦,一定程度上影响整体效率。 改进意见:万能平台改进为步履式的工作方式,能够在平面范围的自行移动调整,能大大提升作业效率。

    6.历年获奖情况:无。

批准登记号:
登记日期: 2023-01-05
研究起止时间: 2019-07-01至2022-07-29
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省建筑业协会
评价日期: 2022-08-10