浅析半盖挖车站钢管柱施工质量控制要点

张廉卿

（中铁隧道集团二处有限公司 河北三河 065201）

前言

台东站为青岛地铁1号线、2号线的十字换乘站，位于市北区台东一路与人和路交叉口，2号线台东站沿台东一路东西走向布置，采用半盖挖法施工，其中北侧盖板下方共设40根φ800mm的钢管柱，采用逆作法施工，柱下设φ2000mm混凝土灌注桩基础。钢管柱作为车站主要竖向承载和传力结构，对车站的安全性起着决定性作用，本文主要结合青岛地铁2号线台东站钢管柱施工经验，对施工过程质量控制要点进行总结、归纳，为类似工程施工提供参考依据。

1 钢管柱施工工艺

青岛地铁2号线台东站北半幅顶板下方钢管柱采用冲击钻成孔，成孔后灌注柱下基础混凝土并安放钢护筒抽排孔内泥浆，泥浆抽排干后安放钢管柱、浇筑柱内混凝土，并对柱外空隙回填粗砂，从而完成整个钢管柱施工，具体施工工艺流程见下：

测量定位→冲击钻成孔-安放基础钢筋笼、钢护筒→灌注柱下基础→抽排孔内泥浆、人工凿除浮浆→安装定位器→浇筑混凝土（标高至定位器顶面）→安装钢管柱→浇筑混凝土（标高至车站底板以下20cm）→灌注柱内混凝土→回填孔外粗砂。

图1

2 施工过程质量控制要点

2.1 成孔质量控制要点

台东站钢管柱采用冲击钻成孔，孔深21～30m，成孔直径2.0m，因钢管柱作为台东站的支撑柱，柱底必须位于微风化持力岩层，钢管柱在成孔过程中先后穿过素填土、杂填土、粉质粘土、强风化～微风化花岗岩地层，施工过程中应根据当前孔位所处的地质，选择合适的钻头扬程，特别在地层互接和微风化地层处，应将锤头扬程控制在0.5～1.0m，避免锤头出现跳动，从而导致偏孔、扩孔现象，影响后期钢护筒及钢管柱安装。

同时施工过程中安排专人每天复核桩中心及锤头尺寸，确保孔位正确、孔径复核要求；在即将终孔时，捞取收集终孔前5m范围内的渣样，组织地勘、设计等单位进行分析判定，确定桩底伸入微风化岩层的的长度，若不符合要求，则继续钻进直至达标。

2.2 钢护筒安装质量控制要点

钢管柱孔内通长安装钢护筒，护筒外径1.8m，长度21～30m，为了便于安装，分3节制作，节与节之间通过法兰采用抗剪螺栓连接，底节钢护筒与柱底钢筋笼焊接，焊接必须牢固，避免钢护筒下放至孔底过程中钢筋笼脱落，影响柱体结构尺寸。因后期需抽排护筒内泥浆，人工进行孔内作业，护筒内严禁积水，为了防止地下水通过护筒连接处渗入，连接护筒时，需在法兰连接处涂抹密封胶。

2.3 柱下基础混凝土质量控制要点

钢管柱柱下基础混凝土采用水下导管灌注，为了保证柱下基础的浇筑质量，需对泥浆性能进行严格控制，要求混凝土灌注前孔底沉渣厚度小于5cm、含砂率小于8%、泥浆比重小于1.25，粘度小于28s，若其中一项不达标，则不能进行灌注；待基础混凝土初凝后，抽排孔内外泥浆，人工下至孔底凿除浮浆，并对桩基全部桩基进行低应变检测，要求检查合格率为100%。

2.4 定位器安装质量控制要点

柱下基础浮浆凿除完毕后，安装锥形定位器，锥形定位器的安装质量直接关系着钢管柱的安装精度，要求锥形定位器顶面标高、中心必须准确无误。首先地面上由测量人员在定位锥安装前，先在地面桩锁口处将纵、横向中线上放处4个点，以便向井内用线坠向下投点来控制设计标高及桩中心；护筒内锥形定位器的水平、垂直度通过调节螺栓进行微调，调节完成后，将定位器与钢护筒通过钢筋焊接进行临时固定，然后再次浇筑混凝土至定位器锥板底面将定位器进行永久固定，此处要求混凝土浇筑前浮浆必须凿除彻底，有利于新老混凝土结合密实。

图2 定位器护筒内部定位原理

2.5 钢管柱安装质量控制要点

定位器安装调整完成后，进行钢管柱安装，钢管柱安装时，地面定位采用全站仪整体测设中柱设计平面位置，并在护壁施工区域外十字轴线方向上放好护桩，便于桩心位置的恢复。

然后对准桩位，下放钢管柱，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器，其管端稳固座落于定位器环行定位板上，通过标高测定柱底与定位器的吻合程度。然后对柱上端精确定位，通过设置在孔桩护筒钢板与钢管柱加肋板之间的4只花篮螺栓进行钢管柱柱体上端定位，花蓝螺栓可对柱体位置进行微调。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为柱顶与柱底在垂直方向投影重合，钢管柱位置已精确定位。

钢管柱定位完成后，为了保证钢管柱混凝土灌注过程中柱体不产生位移，吊装就位后从上至下进行加固，加固位置为钢管柱顶部及钢管柱两个连接法兰处，加固处采用四面对顶，加固采用顶丝杠。

2.6 钢管柱内混凝土灌注质量控制要点

钢管柱直径为800mm，空间狭小，浇筑柱内下部混凝土时无法进行人工振捣，为了保证混凝土的密实性，采用高位抛落无振捣法。利用混凝土自管口自由下落时所获得的重力加速度冲击能量，使混凝土挤密而无需振捣；当抛落高度不足4m时，采用内部振捣器振捣密实。

2.7 柱外回填质量控制要点

为了保护钢管柱柱体成品，防止施工时对其破坏挤压柱体，柱体混凝土初凝后在柱体与钻孔桩孔壁之间环形均匀填入中粗砂。回填前对钢管柱的垂直度及孔位中心进行复核，要求中心和基础中心线允许偏差为±5mm，立柱不垂直度为长度的1/1000且≯15mm。回填时沿钢管柱四周同时回填，防止偏心受压破坏钢管柱。

3 结束语

逆作法钢管柱传统施工工艺采用人工挖孔的方式，但人工挖孔安全风险高，逐渐被淘汰；冲击钻成孔适用性较高，逐渐受到推崇；但该工艺复杂，施工质量控制要求极高，采用本文所述质量措施后，台东站钢管柱中心偏差低于5mm，柱顶标高误差不超过1cm，各项质量均达标，为以后施工提供了借鉴依据。

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