一柱一桩调垂先插法施工技术研究

2019-02-16李林华

山西建筑 2019年17期

李林华

(江苏华都建设有限公司，江苏南京 210000)

1 概述

随着我国城市化进程的发展，逆作法施工在城市建筑物的建设中得到了广泛的应用[1-3]。逆作法相对于顺作法，可节省1/3工期，节省地下结构总造价的25%～35%，并且施工过程绿色环保，因而应用前景十分广阔。先期逆作法一柱一桩施工是整个逆作法的重点[4]，直接关系到竖向结构承载和稳定性，若施工时垂直度不能满足要求，后期补救代价极高。目前一柱一桩调垂已形成多种施工工法，本文结合碧桂园总部三期项目，总结了项目施工过程中一桩一柱调垂先插法施工技术的难点问题，并与其他施工方法进行了对比，结果表明该一桩一柱调垂先插法施工技术具有很好的技术优势，对今后类似工程具有重要的指导意义。

2 工程概况

2.1 工程总体概况

本项目位于佛山市顺德区北滘镇广珠西线高速公路以东1号地块，场地北侧紧邻蓝天花园小区，南侧紧邻碧桂园总部一期，建筑主体A裙楼10层，高度52.5 m，结构形式为混凝土框架剪力墙结构；B会议中心3层。地下室为钢管柱剪力墙结构，地下3层。基坑开挖深度约为9.5 m(±0.000=6.600 m)。

2.2 水文地质条件

根据区域地质资料，本区第四系(Q)堆积物广泛分布，主要为淤泥质土、砂土、残积土等，厚度几米～数十米不等；基岩多为燕山期(γ52(3))、震旦系(Z)和白垩系(K)地层，岩性有花岗岩、花岗片麻岩、泥质砂岩、砂质泥岩、含砾泥岩、砂岩、砾质砂岩等。上部为杂填土，建筑垃圾、生活垃圾，厚度5 m～6 m左右。下层为淤泥质土、砂土、残积土等，厚度几米～数十米不等，泥质砂岩、砂质泥岩、含砾泥岩、砂岩、砾质砂岩等。

2.3 设计概况

旋挖灌注桩拟采用直径1 200/1 400/1 600三种桩径，桩基持力层为中风化泥质粉砂岩，预估钻孔深度为35 m～50 m。钢柱直径为500，700，800三种桩径，钢柱长度约15 m。混凝土强度等级为C40。上部柱底为C60，钢柱插入地下室底板底标高下3D(D为钢管外径)m。钢结构为地下室逆作钢柱。超灌高度设计要求2 m，桩长约30 m～45 m，空头约10 m。钢管重量约2.5 t～7 t。

3 施工难点

根据区域地质资料，桩基成孔时，稳定性差，上部容易塌孔、扩孔，特别遇上部建筑，生活垃圾回填区域会出现大面积塌孔，给桩基施工带来很大困难，钻孔垂直度难以保证。下部全风化，强风化砂岩中存在大量中风化粉砂岩夹层。施工过程易出现钻进困难，钻孔偏斜情况。此外项目施工过程中钢管型号较多，主要包括钢管长度不一，管径不一，钢管需要一一对应相应的桩位，长度不能错位，包括钢管下部焊接的法兰盘及栓钉数量位置都需要精确对应。一桩一柱施工垂直度达到1/1 000比较困难，为保证钢管达到垂直度要求，施工过程中要对钻孔及钢管进行控制，放钢筋笼过程中，钢筋笼安放不能倾斜，钻孔灌注桩质量按GB 50202—2013建筑地基基础工程施工质量验收规范执行，钢管柱安装质量按JGJ 120—2012钢筋焊接及验收规程执行。

4 质量保证措施

在施工过程中，为保证施工质量，制定了以下措施：

1)钢护筒必须经过水平位置检查和垂直度检查，保证后期成孔垂直度。

2)成孔后必须进行孔径、孔深、孔斜率及成渣厚度的检测，下钢筋笼过程应缓慢进行，保证钢筋笼不偏斜，有助于后期钢管柱顺利安放。

3)钢管吊孔应对称开孔，并用动滑轮调节钢丝绳两边长度，达到两边长度一致，确保起吊后依靠自重能达到垂直要求。

4)调垂架与钢管应焊接牢固，焊接件保证刚度不易变形，在调整过程中关注焊缝是否牢固。

5)灌注过程中避免碰撞矫正架，以及在混凝土完全凝固之前做好矫正架保护，不得扰动。

6)矫正架应在浇筑完12 h之后才能拆除，确保混凝土完全凝结。

5 施工工艺

项目实施的施工工艺流程如下：

施工准备→测量定位→埋设护筒→配制泥浆→安装钻机→钻进→终孔→第一次清孔→吊放钢筋笼→平整孔口位置铺设钢板→矫正架安放固定→安装传感器(倾角仪)→钢管(立柱)通过矫正架安放、固定→通过倾角仪读数调整钢管垂直度→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→复测钢管垂直度→待混凝土凝固→移除矫正架→起拔护筒。

6 桩基垂直度控制技术与其他工法的对比

6.1 安放平台

该工法的平台位置按坐标放线位置安放，平台相邻两侧工字钢对应钢管柱的两个施工桩位轴线，以便于后期调垂做好准备，钢支架高约1.2 m,上部夹口固定，支架下部设40 mm厚钢板，满足矫正架稳定性，四个脚分别用螺栓杆套连在矫正架上。相对于一般调垂方法，该工法的施工场地不需要用钢筋混凝土硬化，包括调垂架平台。因为考虑钢管重量较轻不需要大的调垂架就能调整垂直度。调垂架安装便利，只需吊至孔口位置放平即可，从而缩短了工期并节约了成本。