逆作法施工中钢格构柱施工技术研究

蒋神龙 侯海泉 陈天宇

1. 江苏中南建筑产业集团有限责任公司 海门 226124；2. 如东县房屋征收管理办公室 如东 226400

1 工程概况

工程位于天津市营口道，拟建建筑物为1 栋写字楼和3 栋公寓。其中，写字楼地上57 层、地下4 层，建筑物总高度240.6 m，项目总面积32.52 万m2，是天津市南京路沿线上的地标建筑。工程包括基础桩1 114 根，桩径为Φ1 000 mm和850 mm两种，桩顶标高从－19.4～－20.4 m不等。345 根基础桩需安装格构柱，格构柱锚入桩顶2 m。

钢格构立柱分别安装在Φ850 mm、Φ1 000 mm灌注桩上，钢格构柱尺寸为500 mm×500 mm，共计345 根。钢格构柱按设计顶标高划分，－1.7 m的有99 根，－4.8 mm的有226 根，－16.3 m的有20 根。

2 格构柱桩主要施工工艺及流程[1-7]

2.1 主要施工工艺

（a）格构柱桩桩顶以上部位采用扩孔法，通过扩孔及二次钻进来弥补钻机钻孔垂直度不能满足格构柱垂直度要求的问题。

（b）采用格构柱活接头连接格构柱至地面，通过调整格构柱顶部活接头来对格构柱进行调节使其满足设计要求。

（c）采用格构柱定位器通过对格构柱活接头调整达到格构柱定位目的，定位包括格构柱转角、水平位置及标高。

（d）通过将格构柱与钢筋笼的柔性连接，使得格构柱在钢筋笼内部可以在格构柱自重的作用下进行微量调整，达到格构柱垂直精度。

2.2 施工流程

地面标高找平→安装预制的混凝土底板→埋置护筒→钻孔→成孔检验→安装定位器→调整定位器位置，使定位器四边中点与混凝土底板4 个控制点基本一致，并用线坠将控制点引至定位器上并做好标记→下放钢筋笼→钢筋笼下放第2 道固定圈后固定→安装格构柱→下放格构柱，安装相应长度的活接头→活接头距设计标高2～3 cm后穿好扁担，调整定位器活动杆，使定位器四边中心与格构柱活接头四边中心吻合→下放格构柱到设计标高→进一步核实预制板上控制点与定位器上标识点是否一致→下导管→冲孔浇筑混凝土→拆除活动接头

3 钢格构柱定位施工方法

3.1 格构柱固定定位

（a）定位工具有Φ10 mm钢筋16 根，其中8 根长1.0 m、8 根长0.8 m，Φ16 mm钢筋4 根，长0.6 m；扳手、黄油、千斤顶、电焊机，线绳、线坠、盒尺、靠尺。

（b）为确保导管顺利下放及混凝土灌注过程中导管不被格构柱卡住，预先在格构柱底面内侧8 个角钢边焊接导轨，每一角边焊接1 根Φ10 mm钢筋长0.8 m。

（c）测量人员对格构柱方位角进行测量放线并定位。

（d）根据混凝土底板顶面标高（+0.15 m和+0.35 m两种），选用与之相对应的格构柱活接头。

3.2 定位器安装

（a）格构柱桩钻孔完成后，计算格构柱四边中点延长线的4 个点坐标，按照已测放好的定位方位点，将定位器吊放于混凝土面板上，调整定位器中心与桩孔中心、定位器四边与格构柱方位大致对齐。

（b）将吊起的格构柱缓慢放入钢筋笼内，格构柱进入桩顶1.8 m，尽量避免碰撞钢筋笼。

（c）格构柱4 个面分别采用2 根长1.0 m为Φ10 mm钢筋与钢筋笼主筋焊牢，焊接长度不小于10 cm；4 根长0.6 m的Φ16 mm钢筋与钢筋笼焊接牢固，确保格构柱2～3 cm的活动量并位于钢筋笼中间。

（d）当格构柱顶下到孔口后穿好承重横梁，然后将格构柱活动接头吊起并连接好，检查格构柱上下两截是否垂直，符合要求后起吊下放。

（e）当距设计标高2～5 cm时，将用于方位角定位的4 个点引测至定位器顶面，拉好十字线，用定位器螺杆调整格构柱的方位，并上紧螺杆，之后将格构柱固定在承重横梁上。

（f）固定完成后重新检查格构柱垂直度并用线坠吊线检查，确保垂直度符合要求。

3.3 定位器拆除

定位器的拆除必须在混凝土灌注完成24～36 h后进行，以免格构柱下沉或出现偏差。将活接头螺杆拧下后，应先回填10 m 左右粗砂，再起吊起活接头，起吊应有专人指挥，避免将格构柱碰动。粗砂回填应均匀，避免在格构柱某一面产生大的侧压力。

4 格构柱定位器的制作

格构柱定位器要按设计要求调整各项格构柱定位偏差，定位器系统由混凝土垫板、定位器支座和定位器组成。定位器垫板起到稳固定位支座的作用，定位器螺杆起到格构柱转角和水平位置的调节固定作用，千斤顶可以调整格构柱垂直度及微量调节格构柱顶标高（图1、图2）。

图1 定位器固定支座平面示意

5 格构柱活动接头的制作与连接原理

图2 钢格构定位器平面示意

由于大部分格构柱都处在地面以下，通过可以重复利用的格构柱活接头，将地面以下一定深度的格构柱接长至地面位置，施工时通过调整格构柱顶部活接头的各项指标对格构柱进行调节。格构柱活接头与格构柱之间采用螺杆连接，螺杆通过钢管接长至地面以上一定高度，便于混凝土浇筑完毕后将螺杆旋出，拔出活接头。

格构柱活接头采用与施工用格构柱同样式加工，长度按设计格构柱顶标高与地面标高相互关系制作，如地面标高相差较大，可先进行场地平整或按一定模数加工活接头，露出地面部分保证格构柱定位所需高度即可。活接头底部四角设置连接过渡角钢，使得调整活接头时保证活接头与格构柱同步转动。

6 格构柱定位施工应用的发展前景

随着国民经济的发展需要，深大基坑工程将会越来越多，采用逆施或半逆施的工程项目也会越来越多，因此钢格构柱施工应用会进一步加大。现阶段可以利用先进的计算机技术将格构柱定位过程实现自动化，这样既能保证其定位精度，又能加快定位进度，拥有广阔的发展前景。