HPE液压插入机插入钢管柱的监理控制要点

孙晓东

（中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司， 河北 邯郸 056031）

HPE液压插入机插入钢管柱的监理控制要点

孙晓东

（中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司， 河北 邯郸 056031）

摘 要：HPE液压插入机插入钢管柱工法作为一项新的施工工艺，目前在国内尚无相应的规范标准可以执行，只能在比较接近的规范里挑选一些相关条文来进行参考。以天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程为例，结合HPE液压机插入钢管柱的监理实践，简单介绍HPE液压插入钢管柱的工艺流程，并总结相关的监理经验和几个监理过程中控制要点，对今后同类工程的监理提供一些指导意见。

关键词：HPE液压插入机；钢管柱；监理控制

1 工程简介

天津滨海国际机场扩建配套交通中心是集航空、城际铁路、城市轨道交通、公交、出租和其他交通方式于一身的大型交通枢纽。位于滨海国际机场 T1 航站楼北侧进出港广场及其东侧的空地下。占地面积约 60 000 m2，建筑面积约 112 398 m2，投资估算约 29 亿元，基坑最深约 24 m。包括天津地铁 2 号线机场站、京津城际铁路机场站、地下停车场、换乘通道、滨海国际机场 T2 航站楼连接通道、滨海国际机场 T1 航站楼连接通道、集散大厅等相关工程。地下停车场出入口、集散大厅和 T1 航站楼连接通道采用明挖顺作法施工外，其余所有的主体结构工程全部采用盖挖逆作法施工。中间竖向支撑结构采用永久性钢管柱，钢管柱为φ900 mm、φ1 100 mm 和φ1 200 mm 三种类型，共计 463 根全部采用HPE 液压机插入。

2 HPE机插入钢管柱施工工艺简介

先把钢管柱垂直吊送到液压插入机上，由液压插入机将钢管柱抱紧，同时复测钢管柱的垂直度。然后由上下两个液压垂直插入装置同时驱动，通过其向下压力将钢管柱垂直向下插入，按照从下到上的顺序依次松开液压定位器，再由两个液压垂直插入装置同时将钢管柱向下插入，重复上述步骤，直至插入到设计深度要求。

工艺流程：基础桩缓凝混凝土浇筑完成— HPE 垂直插入机就位对中—吊装钢管柱—调整 HPE 垂直插入机水平及钢管柱垂直度—插入钢管柱—重力平衡—钢管柱孔口固定—钢管柱四周回填砂石并排浆— HPE 插入机移位。

3 施工前的准备控制

3.1 施工前准备阶段的监理工作

(1）组织设计单位向施工单位进行设计技术交底并进行图纸会审。

(2）督促施工单位编制施工组织设计(或专项施工方案）。(3）审查施工单位的施工组织设计(或专项施工方案）。(4）督促施工单位委托具有相应资质、信誉好、服务好的厂家加工钢管柱。由施工单位组织，会同建设单位、监理单位共同对钢管柱生产厂家进行考察确认。

(5）督促检查施工单位做好钢管柱进场检验工作。

3.2 施工场地要求

为了保证 HPE 液压插入机在插入钢管柱的过程中稳定牢固，地面标高不得发生沉降变形。要求施工场地必须采用250 mm 厚配φ14 双层钢筋硬化地面。在钻孔灌注桩浇灌完成后，必须马上进行清理，以确保 HPE 液压插入机械就位、定位的准确，也只有这样才能保证钢柱定位的垂直度。

3.3 对基础桩混凝土的要求

3.3.1 混凝土缓凝时间的要求

要求混凝土的供应单位必须保证混凝土的缓凝时间，并在现场进行钢管柱试插检验。因为缓凝时间过短，会对钢管柱正常插入造成困难。缓凝时间过长，则会影响钢管柱插入后的稳定。所以控制好混凝土的缓凝时间是全部钢管柱正常插入的重点工作。混凝土的缓凝时间的计算式为：

N=A+B+C+D+E+F ……(式 1）式中：N—混凝土的缓凝时间，单位为 h；

A—混凝土的运输过程所需时间，单位为 h；

B—混凝土浇筑过程所需时间，单位为 h；

C—HPE 液压垂直插入机就位所需时间，单位为 h；D—钢管柱吊装调整过程所需时间，单位为 h；E—插入钢管柱过程所需时间，单位为 h；F—考虑其他原因影响的时间，单位为 h。

3.3.2 混凝土性能的要求

要求混凝土的坍落度应在 160 mm～220 mm。坍落度允许偏差不应大于 ±30 mm，混凝土在运输过程中的坍落度损失不应大于 ±30 mm，并且两者合计不得大于 ±40 mm。同时，为了保证钢管柱的顺利插入，要求混凝土缓凝时间 N 小时后不得分层离析，仍应保持良好的和易性。

3.4 钢管柱加工质量的要求

3.4.1 原材料

加工钢管柱用的所有原材料必须符合现行国家标准和设计要求。

(1）对所用钢材的检查。所有钢材的品种、规格、性能等均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》和设计要求。

检查数量：全数检查。

检验方法：查看出厂质量合格证明文件和进场复试报告。

(2）对所用焊接材料的检查。所有焊接材料的品种、规格、性能等均应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》和设计要求。

检查数量：全数检查。

检验方法：查看出厂质量合格证明文件和进场复试报告。

检查结果同时还应符合《钢结构工程施工质量验收规范》和设计要求。

3.4.2 检查焊缝

要求所有焊缝必须为一级焊缝。委托具有相应检验资质的独立第三方检测机构进行的检验，查看检测报告。

检查数量：全数检查。检验方法：超声波探伤。

3.4.3 检查钢管柱的几何尺寸

检查钢管柱直径、构件长度、管口圆度、端面及管轴的垂直度、弯曲矢高，对口错边等外形尺寸。加工完成后的成品钢管柱外形尺寸的允许偏差见表 1，经检验合格后方可进场使用。

检查数量：同批构件的 10%，且不少于 3 件。

检验方法见表 1。

表 1 成品钢管柱外形尺寸的允许偏差

4 施工过程的控制

4.1 检查HPE垂直插入机就位对中

在工程桩的混凝土浇筑完成后，要求测量人员重新放出钢管柱的中心点位，并将十字线标记在护筒上。复核点位后，将 HPE 液压插入机械的定位器中心与钢管柱点位中心放在同一垂直线上。然后吊装 HPE 垂直插入机就位，HPE 液压插入机根据定位器就位对中。HPE 垂直插入机对中就位的允许偏差为 ±5 mm。

4.2 吊装永久性钢管柱

检查钢管柱是否按按照已批准的方案进行起吊。一般都是采用两台吊车多点抬吊，抬吊吊点的设计以保证钢管柱不产生变形、弯曲为前提。将钢管柱吊送到 HPE 垂直插入机内，用 HPE 液压插入机的液压定位器将钢柱抱紧，根据二点定位原理，抱紧钢柱后再复测垂直度。

4.3 检查HPE垂直插入机的水平及钢管柱的垂直度

HPE 液压插入机将钢管柱抱紧后，可调整 HPE 液压插入机水平度和钢管柱的垂直度。要求同时采用两台经纬仪在两个不同方向观测并校正钢管柱垂直度，以保证其在 X、Y 两个方向上的垂直。经过反复调整，满足要求后即可插入钢管柱。钢管柱的垂直度允许偏差应满足表 2 中相关要求。

表 2 钢管柱的垂直度允许偏差

4.4 钢管柱插入过程的监理

在钢管柱的法兰盘上相互呈 90°角的两个位置上安装两个倾角垂直度检测传感器，同时将传感器的 VGA 数据插头与电脑串行接口连接。传感器将监测数据传到电脑上，施工人员通过对电脑上“串口调试助手软件”所显示的数据进行分析，并以此来判断钢管柱的垂直度。首先要求施工人员在钢管柱插入前、垂直度调整完成后，必须对传感器的数据进行归零，然后方可进行钢管柱的插入。

当永久性钢管柱插至设混凝土顶面后，重新复测钢管柱的垂直度，此时由垂直仪检测永久性钢管柱的垂直度，测定数据可根据电脑分析确定永久性钢管柱的垂直度，满足垂直度要求后继续下压插入至混凝土中；如不满足要求可调整HPE 垂直插入机的水平度，直至永久性钢管柱垂直度满足要求。

4.5 钢管柱插入完成后的检验

当钢管柱插入至设计标高后，要求施工操作人员和测量人员必须要对钢管柱进行复测。此时的垂直度可由串口调试助手软件的 X/Y 数值确定。X/Y 的最终数值均不应大于±0.100，宜控制在 ±0.050 以内，严禁超过 ±0.116。

钢管柱插入完成后的允许偏差应符合表 3 的要求。

检查数量：全数检查。

检验方法见表 3。

表 3 钢管柱插入完成后的允许偏差

5 结 语

由于钢管柱的插入过程是将一系列的工序连续不断依次完成的，所以要求监理人员必须在现场进行旁站监理。同时，HPE 液压插入钢管柱是一项相对较新的施工技术，作为监理人员必须认真学习研究 HPE 液压插入钢管柱工法的相关原理和现场实践，做到心中有数，才能开展有针对性的质量控制工作，为进一步完善工作打下坚实的基础。

参考资料：

[1] GB 50205—2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].

[2] GB 50661—2011,钢结构焊接规范[S].

[3]孙晓东.HPE工法插入钢管柱施工的技术难点及处理方法[J].山西建筑, 2013(5).

中图分类号：TU712

文献标识码：B

文章编号：1007-4104(2014)11-0071-03

收稿日期：2014-08-11

作者简介：孙晓东(1979—），男，工程师，任职于中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司。

通信地址：辽宁省大连市沙河口区黄浦路403号楼103户，邮编116023。