关于钢管混凝土立柱施工及质量控制探讨建筑工程管理论文.doc

关于钢管混凝土立柱施工及质量控制探讨_建筑工程管理论文 　　【摘 要】本文结合笔者多年的工作经验与研究，通过对工程实例中工程地质、水文条件及基坑支护结构的分析，进而对深基坑工程中钢管混凝土立柱施工方法及质量控制进行了阐述，仅大家作些参考　　【关健词】深基坑施工；钢管混凝土立柱施工；质量控制　　　　1 工程概况　　株洲某深基坑工程地下4 层，地以上18 层，基坑开挖深度约20.2m，基坑边周长约235m，地下室基坑总占地面积为3118㎡，采用冲孔灌注桩基础主体设计为框剪结构本工程场地比较狭小、且基坑开挖深度较大，基坑场地东临公路，南面为已建的高层建筑，西面为道路及已建商住楼，北面为道路及商住楼　　2 工程地质和水文条件　　2.1 工程地质条件　　根据钻探揭露情况，按地层成因类型和岩土层性质，场区内地层自上而下分为填土层、第四系冲积层、第四系残积层及第三系泥岩，具体如下：　　2.1.1 素填土，层厚1.2～2.1m，稍湿～湿，松散，新近人工堆填，以粉粘粒为主，含少量砂及建筑垃圾　　2.1.2 第四系冲积层：①粉质粘土：层厚2.1～8.5m，湿，软塑，以粉粘粒为主，含有砂，局部含少量淤泥质，含水率34.6%，天然孔隙比0.987，液性指数0.60，压缩系数0.58MPa-1，属高压缩性土；②细砂：层厚2.4～5.3m，饱和，松散，以石英质细砂颗粒为主，颗粒级配差，局部混有少量淤泥质；③淤泥：层厚1.7～6.4m，饱和，流塑，以粉粘粒为主，不均匀混有粉细砂，含有机质，含水率69.6%，天然孔隙比1.950，液性指数1.65，压缩系数1.71MPa-1，属高压缩性土；④中细砂：层厚8.5～21.3m，饱和，松散～稍密，以石英质中细砂颗粒为主，含少量粘粒，颗粒级配较好，局部混有少量淤泥质；⑤砾砂：层厚1.0～5.2m，饱和，中密，以石英质砾砂颗粒为主，颗粒级配较好。

　　2.1.3 第四系残积粉质粘土：层厚1.2～4.3m，湿，可～硬塑，主要成分为粉粘粒，为泥岩风化残积土　　2.1.4 第三系泥岩：强风化泥岩，层厚1.8～6.8m，平均3.6m；中风化泥岩，层厚1.0～8.2m；微风化泥岩　　2.2 水文地质条件　　地下水主要赋存于冲积砂层中，属潜水类型，其中冲积细砂、中细砂及砾砂层赋水性强，透水性较好，为强透水层，场地地下水主要接受大气降水的渗透补给、地下径流侧向补给，场地地下水水量及水位变幅主要受季节降水量的影响而波动勘察期间场区地下水位埋深为0.9～1.4m　　3 基坑支护结构　　本工程基坑支护结构采用“地下连续墙 3 道钢筋混凝土内撑”，由上到下各层支撑中线标高分别为-0.5m，-7m，-13.5m由上到下各层支撑距离分别为6.5，6.5，6.7m地下连续墙高度达到27m 以上，持力层为中微风化岩第1 层支撑采用C30 混凝土，对撑截面1200×1000，冠梁截面1000×1000；第2 层支撑采用C30 混凝土，对撑截面500×1200，腰梁截面1500×1200；第3 层支撑采用C35 混凝土，对撑、腰梁截面均为1500×1200　　由于本基坑具有场地狭小、深度较大的特点，如采用传统的钢立柱做法，根据钢立柱提供的竖向承载力计算出的柱距较密，不利于基坑出土。

为减少支撑立柱数量，决定采用钢管混凝土柱作为支撑立柱的设计方案在地下室顶板尚未封闭时，立柱承受地下各层已施工完毕的支撑梁自重，顶板封闭后立柱作为临时结构将被拆除　　本基坑共有钢管混凝土立柱10 根，截面Φ720，壁厚10mm，长22.2m，柱心填充C40 水下混凝土；柱下设Φ1200 混凝土灌注桩基础，桩基采用C40 水下混凝土灌注，桩长6m（须进入中风化岩不小于3m 或进入微风化岩不小于1m）， 钢管柱锚入钻孔桩2m基坑平面及钢管立柱分布如图 1 所示　　 　　图 1基坑平面及钢管立柱分布图　　4 钢管混凝土立柱施工方法　　4.1 施工特点及难点　　本工程钢管混凝土立柱施工要求的工期紧，作业空间狭小，工程桩、钢管柱穿插施工，相互干扰大，工效低，场地布置困难，施工组织协调要求高，此外钢管柱施工精度要求高，测量控制难度较大　　4.2 施工部署及工期安排　　根据工期总体安排，钢管柱施工工期为20d，其主要工序包括：测量定位、机械成孔、吊放立柱桩钢筋笼、导向架安装、吊放立柱钢管、立柱桩混凝土灌注、钢管柱混凝土灌注及柱四周回填等　　4.3 施工方法　　为了满足设计及规范要求，本基坑钢管柱施工决定选用管笼分离的安装方法，即先把立柱桩的钢筋笼安装于桩孔内，再进行钢管立柱安装。

此法安装的优点是钢管垂直度不受桩孔垂直度的影响，能准确地安装到位　　4.4 施工顺序　　按常规施工方法安装立柱桩钢筋笼→吊放导向架、整平，并在导向架上安装瞄准器→利用全站仪瞄准目标，确定桩位中心位置，固定导向架→吊装钢管及固定钢管→检测钢管安装质量，主要测量垂直度及轴线中心与钢管中心的水平偏差→桩、柱混凝土浇筑→拆除导向架　　4.5 主要步骤的质量控制及操作要求　　4.5.1 导向架及瞄准器的安装： 用水平尺调平导向架后安放瞄准器，其中心须对准导向架中心；用全站仪测出桩位中点，并使瞄准器中心与其重合，即实现瞄准器中心、导向架中心、桩位中心点三点重合，然后固定导向架和拆除瞄准器　　4.5.2 钢管安装：首先焊接2 个相同的吊环， 在下落时起到固定作用吊装时设置2 个以上吊点，以保证钢管起吊时不致弯曲变形吊装钢丝绳必须相互协调，钢管下落时应保持吊点在钢管中心，从导向架中心开口处缓缓下落，保持以自由落体形式下沉到达设计标高后，立即校核钢管中心点与桩位中心达到一致，校核通过后把钢管固定在导向架上　　4.5.3 混凝土浇筑：立柱桩及立柱的水下混凝土浇筑须一次完成，浇筑前将导管置于钢管中心，以保证整个浇筑过程中液面平衡上升，防止导管撞击钢管而使其发生偏移。

当混凝土浇筑至立柱桩顶标高后，应立即向孔壁与钢管之间填充2～4cm 碎石由于钢管内外的压力差，钢管外的混凝土面仍会上升，此时管外的碎石填充与管内的混凝土浇筑应同时进行，直至钢管内外压力平衡为止，如图 2 所示　　 　　图 2桩、柱混凝土浇筑示意图　　4.6 实施效果　　根据基坑监测结果，本工程钢管混凝土立柱垂直度、沉降等均满足设计和规范要求，表观质量良好，与混凝土支撑梁连接可靠，支护效果良好　　5 结语　　5.1 对于场地狭小、深度较大的基坑，采用钢管混凝土立柱代替传统的钢立柱，可减小立柱数量，增大立柱间距，有利于出土　　5.2 钢管混凝土立柱及其桩基础的施工难点主要在于施工精度要求高，测量控制难度大，可通过安装导向架、瞄准器并利用全站仪测量的方法解决　　5.3 钢管混凝土立柱及其桩基础要一次性进行水下混凝土浇筑，当浇至桩顶标高后，管外碎石填充与管内混凝土浇灌应同时进行，以确保管内外压力平衡　　　　　　参考文献　　[1]JGJ 120-99 建筑基坑支护技术规程[S].　　[2]DBJ T 15-20-97 广东省建筑基坑支护技术规程[S].　　[3]龚晓南. 深基坑工程设计施工手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.　　[4]刘建航，侯学渊. 基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.　　[5]吕文龙，刘洪波. 佛山国际商业中心（二期）深基坑支护设计[J］.广东土木与建筑，2010（10）. 。