成果名称: 逆作法大直径钢管结构柱全套管全回转“三线一角”综合定位施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司,深圳市金刚钻机械工程有限公司
主要人员: 王健,雷斌,童心,王刚,李凯,黄凯,刘彪,雷帆
介绍:

    1.课题来源与背景: 中间支撑柱是逆作法施工工艺中替代工程结构柱的一种临时性结构杆件,起着支撑已完成施工构件和施工荷载的作用。逆作法施工结束后,支撑柱一般外包混凝土后,作为正式地下室结构柱的一部分,永久承受上部荷载,所以支撑柱的定位和垂直度必须严格满足要求。对于高层房屋建筑基坑逆作法的中间支撑柱,需对钢梁连接节点的方位角进行定位,以便在浇筑地下室楼板前钢梁可以精准连接至中间支撑柱。中间支撑柱一般采用底部灌注桩插结构柱设计,钢管结构柱(简称钢管柱)为常见的形式之一。施工时,其平面位置中心线、竖向位置垂直线、水平位置标高线、钢梁连接节点方位角(三线一角)的准确定位具有较大的难度,是逆作法施工中的关键技术难点。 近年来,我司承接完成了“罗湖区翠竹街道木头龙小区更新单元项目”、“深圳市城市轨道交通13号线13101-1标段深圳湾口岸站主体围护结构工程”等项目,针对钢管柱施工过程中四个方向指标的定位问题,结合地层条件及桩基设计要求,通过现场摸索探究实践,我司项目课题组开展了“逆作法大直径钢管结构柱全套管全回转‘三线一角’综合定位施工技术”研究,经过广泛的资料收集、对比分析,创新地研发了一种钢管柱“三线一角”综合定位施工技术,可对钢管柱安装进行全过程全方位综合定位,达到定位准确、操作便利、安全高效、经济性好的效果。

    2. 技术原理及性能指标: 逆作法大直径钢管柱全套管全回转“三线一角”综合定位技术,是对钢管柱安插中心线、垂直线、水平线以及方位角的精确定位施工;该方法在灌注桩灌注成桩后,通过对孔口护筒和定位平衡板分别设置十字交叉线,根据“双层双向定位”原理对定位平衡板进行定位,保证全回转钻机就位精度,从而确保钢管柱安插时中心线平面位置的准确性;在全回转抱插钢管柱下放过程中,利用全站仪、铅垂线、倾斜仪全方位实时监控钢柱垂直度,保证钢管柱安插时的垂直线精度;在钢管柱下放过程持续加水,利用全回转钻机向下的抱箍力、钢管柱及注水重力,克服大直径钢管柱下插时泥浆及混凝土对钢管柱的上浮阻力,确保钢管柱安放至指定标高,保证水平线位置准确;在工具柱顶部设置方位角定位线对齐钢管柱腹板,并根据桩基设计图纸设置方位角控制点,在钢管柱中心与控制点之间设置校核点,使中心点、定位点、校核点、控制点形成四点一线,从而保证钢柱方位角与设计一致,确保后续钢管柱间支撑钢梁的精准安装。

    3. 技术的创造性与先进性: 3.1 全套管全回转代替传统定位装置: 本技术采用全套管全回转钻机作为施工平台对钢管柱进行安插, 可在钢管柱下插到位后, 利用全回转钻机 360° 的全回转功能旋转钢管柱, 从而对钢管柱腹板钢梁连接节点方位角进行精确定位, 解决了传统施工工艺中不能定位钢管柱方位角的问题 , 满足高层房屋建筑基坑逆作法钢管柱施工的方位角定位需求。 3.2 "三线一角” 综合定位控制: 本技术对钢管柱施工进行全过程、全方位的综合定位控制:安插前,根据“十字交叉法”原理精确引孔,准确定位 全回转钻机位置;安插时,多角度实时监控钢管柱四项指标的误差,并及时 利用全回转钻机对其进行相互调节;安插后,对四项指标进行复测及微调;“ 三线一角“综合控制定位技术精度调节精准快捷,有效解决了传统做法中, 仅对单一指标的控制而影响其他方位指标精度的弊端。

     4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 采用本新型工艺,我司已进行多个项目的逆作法大直径钢管结构柱全套管全回转“三线一角”综合定位施工技术的现场试验。2020年6月初至2021年3月下旬在“罗湖区翠竹街道木头龙小区更新单元项目”项目钢管柱施工时,采用逆作法大直径钢管结构柱全套管全回转“三线一角”综合定位施工技术,顺利完成632根逆作法永久性钢管柱施工,在工序管理、精准定位、成本控制等方面都突显出了显著的效果,为项目基坑土方开挖时提供了一种安全、可靠、高效的钢管柱定位施工方法,加快了施工进度,提高了地下室结构的安全性能,取得显著工效。 适用范围:适用于基坑逆作法直径1.8m以内钢管柱后插法定位施工。

    5. 应用情况及存在的问题: 通过深圳市罗湖区翠竹街道木头龙小区更新单元、深圳市城市轨道交通13 号线深圳湾口岸站等项目钢管结构柱的施工应用证明, 逆作法大直径钢管结构柱全套管全回转 ” 三线一角” 综合定位施工技术在测放精度、现场操作、工期控制等方面都突显出了独特的优越性, 通过调整施工工艺、优化工艺流程,多维度控制中心线、垂直线、水平线、方位角,精准下放钢管柱, 有效地保证了施工质量,大大缩短施工工期,节约了成本,为钢管结构柱的 施工提供了一种创新、实用的工艺技术 , 得到建设单位、设计单位和监理单位的一致好评, 取得了显著的社会效益。 存在的问题: 钢管柱施工过程中, 需对钢管柱中心线、垂直线、水平线和方位角进行综合控制,要求现场管理人员对钢管柱的定位施工 有一个整体把控, 熟练掌握每一个指标的关键定位技术。故应针对现场定位人员进行专项技术交底,严格按照“三线一角” 定位原理对钢管柱进行施工。

    6. 历年获奖情况: 无。

批准登记号:
登记日期: 2023-03-06
研究起止时间: 2018-07-17至2021-08-25
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: 2021-08-28