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1、海光大厦一柱一桩施工技术摘要：海光大厦采用逆作法施工工艺，逆作施工阶段的支承钢立柱类型分为钢管混凝土柱和角钢格构柱两种。主体结构地下室框架柱位置一柱一桩均为永久钢管混凝土立柱，逆作施工完成后外包混凝土形成永久结构框架柱.关键词：一柱一桩施工工艺1工程概况1。1工程概况海光大厦工程位于上海市浦东新区浦东南路,近东昌路，是集多项建筑功能为一体的综合性办公大楼。工程地上建筑面积46924。53m2，地下部分建筑面积22634.40m2,总建筑面积69558。93m2。大楼地上部分由28层高的办公主楼与5层裙房组成,建筑高度为128。7m。地下共4层，底板标高-16。1m，基坑普遍区域开挖深度达到17
2、.2m。海光大厦一柱一桩钢结构立柱是地下结构逆作阶段竖向承重的主要构件，分为钢管混凝土柱和角钢格构柱两种。钢管混凝土立柱，计42根。为主体结构劲性钢立柱，逆作施工后外包混凝土形成永久结构框架柱。分为直径711和508两种规格。一柱一桩垂直度要求为1/600.角钢格构柱，计40根。为临时钢立柱,在地下室结构施工结束后割除。钢立柱截面460460，采用4L18018角钢拼接.一柱一桩平面布置图1。2 施工重难点1。2.1基地可利用施工空间紧张本基坑工程5300m2，红线内用地面积7750m2,现状围墙内用地面积8000m2。在地下结构施工阶段，场地可利用空间显得非常狭小。这对于一柱一桩施工过程材料
3、运输及吊装施工过程带来不利影响。1.2.2钢管混凝土立柱内填充及立柱桩顶部扩孔工艺1、本工程所采用的钢管混凝土立柱内填充的混凝土标号为水下C60，与对应的工程桩水下C35标号不同。需防止钢管内混凝土可能因配比或施工不妥等原因造成内部离析及其它质量问题，影响到钢管混凝土柱的实际强度。施工前要求制定完善的质量保证体系、严格依照合理可行的质量控制措施组织施工，满足设计所定的强度和耐久性要求。2、对应的立柱桩桩顶以下约6m范围内，混凝土设计强度等级为水下C60，与工程桩灌注混凝土时存在两种标号混凝土浇捣的分界，严格进行浇捣技术措施和质量控制。3、同时,钢管立柱一柱一桩,钻孔灌注桩分为900和800孔径
4、两种形式，为满足钢管桩的插入，需在设计桩顶标高下6。2m开始扩孔至1300和1100。对桩体垂直度等施工质量控制带来一定的难度。1.2。3逆做立柱桩施工，垂直度控制要求高本工程拟采用逆作法施工，立柱桩垂直度要求1/600，本工程立柱桩较深,因此对立柱桩的定位、垂直度控制要求非常高.2 施工工艺和技术措施综述2.1一柱一柱施工工艺流程2。1.1桩位测量定位桩位测定分初、复测，分别为挖埋护筒前和埋设护筒后，复测合格后，打入14钢筋一根，作为钻机定位标志，然后用水准仪测定其护筒标高后，经现场监理验收合格后方可就位施工。2。1。2埋设护筒1、钻孔桩的孔口护筒是保护孔口，隔离上部杂填松散物，防止孔口塌陷
5、的必要措施，也是控制定位，标高的基准点。因此，每根桩施工前宜埋设护筒。2、护筒选用大于桩径10cm的钢制护筒，埋入深度以满足隔离杂填士，防止孔口塌陷为准，护筒四周间隙用粘土回填并捣实，以确保护筒稳定牢固。2。1.2埋钻机就位钻机就位时，转盘中心对准桩位中心标志的偏差应小于10mm,并用水平尺校对转盘水平,并做到天车中心、转盘中心与桩位中心成一垂直线.2。1.3成孔1、机具配备施工前按其施工孔深配置钻具、导管,预先由当班质检员和机长一起丈量，核准其钻头直径和长度、机上钻杆长度、钻杆长度、根数、导管长度、根数,然后请现场监理到现场检验，经核准后的器具不得随意更换.若需更换时，必须事先经质检员认可，
6、并报监理同意后方可执行。2、成孔过程(1）本工程采用正循环回转钻进方法，钻头选用单腰带三翼锥形钻头。钻进参数控制范围如下：钻压6-15Kpa,转速40-128r/min。（2）施工中根据地层情况合理选择钻进参数,一般开孔宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度控制在10m/h以内，临近终孔前放慢钻速以便及时排出钻屑,减少孔内沉渣.（3）通过3PN泥浆泵将循环池内的泥浆泵入钻杆内，从钻头返出，钻头切削土体形成的泥浆从钻杆与孔壁的环状间隙内上返至孔口，再通过立式排污泵或泥浆沟排入循环池,从而形成泥浆循环系统。现场备用立式排污泵.（4）为防止相邻桩串孔或影响邻桩的成桩质量,相邻桩的成孔施工以满足4d或不少于3
7、6h为宜,因此，对不满足要求的桩跳桩（间隔一桩）施工。3、护壁（1）钻孔形成自由面时,由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制变形的产生。根据本工程地质岩土物理性能,选用原地层自然造浆，地表调节泥浆物理性能。根据不同的地质情况,选用不同的泥浆性能参数，来平衡地层的侧压力，以保证孔壁的稳定性,防止坍孔。(2）泥浆性能多数指标控制范围如下:一清泥浆比重1.3；粘度2026s;二清泥浆比重1。15;粘度1820s，含砂率48%（3）泥浆性能多数一般选择原则是：易塌孔地层选用较大值,不易塌孔地层选用较小值。(4）泥浆性能主要通过上海地质仪器厂生产的NB1型泥浆比重计和1006
8、型泥浆粘度计来测试。成孔施工中，机班长主要通过仪器检测来控制、调整泥浆性能,确保钻进顺利。4、清孔（1)清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序，清孔质量的好坏直接影响水下混凝土灌注施工、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量,本工程采用两次泵吸反循环清孔.在保证泥浆性能的同时,必须在终孔后清孔一次和灌注前清孔一次.（2)为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度,使土层颗粒充分水化分散,为清孔的顺利进行，作好必要的前期准备。（3）第一次清孔在成孔结束时利用钻杆清孔，调制性能好的泥浆替换孔内泥浆与钻屑，时间一般控制在30分钟左右。（4)第二次清孔是在下好钢筋笼、钢立柱和导管后
9、利用导管进行清孔,清孔时经常上下窜动导管,以便能将孔底周围虚土清除干净； （5）清孔后沉渣控制在100mm以内，用泥浆比重仪和漏斗粘度计测定泥浆比重和粘度，符合要求后方可进行水下混凝土灌注,并在第二次清孔后30分钟内灌入混凝土。2。1.4钢筋笼1、钢筋笼制作（1）钢筋笼由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检,同一规格每300个焊接接头抽样做一组拉伸试验。（2)钢筋笼在预制模中点焊成型，做到成型主筋直、误差小、箍筋圆，直观效果好。经质检员检验,并通过监理复检合格后，方可使用。（3）钢筋笼制作偏差范围如下：主筋间距：10mm；箍筋间距：20mm；钢笼长度：100mm；钢笼直径：
10、10mm；搭接长度：10d2、钢筋笼保护层为了保护钢筋笼主筋不产生露筋现象,采用410050mm的混凝土块做保护层，对称设置。每节钢筋笼设置不少于4道。混凝土保护块在孔口焊接时加在钢筋笼上。2。1。5钢立柱的安放与调垂1、起吊采用一台80T及一台25T汽车吊双机抬吊。2、钢管柱悬直后，80T汽车吊完成安装。3、将钢管立柱顶部标准节与调垂架罗盘连接后至设计标高，测量调垂架面标高通过底脚调节螺杆来调整钢管垂直度。4、调垂架与定位架间设置两组千斤顶顶撑调节钢管中心平面位置。5、钢立柱调垂原理图 一柱一桩桩位对中一柱一桩调垂6、钢管立柱调垂结束后，采用超深波检测钢管的垂直度，经测试钢管立柱在调垂完成后
11、其垂直度一般能达到1/700，而设计要求钢管立柱垂直度为1/600 测垂仪2.1.6混凝土浇捣格构柱混凝土浇灌可采用常规方法进行浇灌；但劲性柱内需灌满高低两种标号的混凝土，为了保证混凝土浇灌质量，确保进入劲性柱内混凝土达到设计要求，我们将采取一次性不分层水下混凝土灌注工艺，其工艺流程见下页，具体方法如下：（1）从劲性柱内插入灌注混凝土导管，进行二次清孔。然后按常规进行水下C35混凝土灌注,在施工过程中,由专人负责混凝土面上升测试控制。当该部分混凝土达到设计指定的两种混凝土交接面时，调整控制好导管在混凝土内的插入深度,然后进行高标号水下混凝土灌注。(2）在劲性柱内灌注高标号混凝土达到设计指定的桩
12、顶标高以上3米，此时开始回填碎石,并继续灌混凝土并同时测量混凝土上升面；由于灌混凝土架须移位后方能回填碎石，为控制钢管内外压差，宜控制回填碎石速度，以使其与灌混凝土速度相匹配，当钢管口充分泛混凝土后,灌混凝土结束。(3）对劲性柱外侧的环状间隙内分次回填碎石，要求四周均匀投料，同时计量其方量，回填的方量须接近计算方量. (4）回填时柱顶加盖，泛浆口处加设滤网,防止石子落入柱内.回填时确保对称、均匀回填.（5)避免导管和下料斗碰撞劲性柱而导致柱的倾斜。(6)为了劲性柱（格构柱)稳定不走动，应待混凝土凝固后,方可松动劲性柱（格构柱)校正架上的校正固定螺栓,拆除移走校正架。（7) 两种不同等级混凝土灌
13、注方法示意图见下页一柱一桩施工工艺流程图如下：2.2技术措施综述2。2.1立柱桩桩顶特殊处理1、钢管立柱桩桩径为800和900两种.2、为满足本工程一柱一桩的垂直度要求,在桩顶下6米的范围内桩采用扩径工艺.3、800的桩扩径为1100，900的桩扩径为1300。钢管立柱桩详图2。2。2 混凝土浇捣技术措施1、钢管立柱安装完成后，在调垂架上安装浇捣混凝土专用机架。2、钢管立柱桩砼有水下C35和水下C60两种,两种砼分界面为桩顶下6米处.分两个工序施工:（1）先浇灌C35砼，为保证砼分界面上C60砼的质量及考虑砼泛浆高度，在C35砼浇灌至离砼分界面还有3米时就开始浇捣C60砼.（2)C60砼达到设
14、计桩顶以上3米时,停止砼浇捣。进行砂石管外桩孔内回填，以平衡混凝土反浆压力。二次C60浇捣完成钢管内混凝土至设计标高。待混凝土浇捣后24小时达到一定强度后,卸除调垂架系统用于后续施工。2。2。3钢管立柱桩特殊节点处理1、立柱在工程桩顶部位的处理钢管上的剪力栓钉于出厂前加工安装完成,为了防止在凿除桩顶反浆高强度混凝土时损坏栓钉，钢管外侧边约底板底面向上4米高度内设置挤塑板.2、砂石回填处理（1）钢管立柱C60混凝土分二次浇捣。砼达到设计桩顶以上3米时，往钢管与桩孔的间隙中回填碎石，以平衡钢管内外的压力（2）回填时柱顶及泛浆口处加设滤网，防止石子落入柱内。回填时确保对称、均匀回填。(3）回填碎石严格保证回填速度，以防止首次C60砼初凝。碎石回填完毕后继续浇捣剩余的C60，当钢管口充分泛混凝土后，砼浇捣结束3施工小结海光大厦工程逆作法一柱一桩设计方案的优化和施工技术措施的应用，在本次一柱一桩的施工实践中，通过以上关键施工技术措施有效合理地应用，一方面解决了施工过程中两种不同等级的混凝土可能因配比或施工不妥等原因造成内部离析及其它质量问题；另一方面解决了需在设计桩顶标高下6.2m开始扩孔至1300和1100的施工重难点问题。- 14 -
