HPE液压垂直插入钢管柱工法.doc

HPE液压垂直插入钢管柱工法（专利技术） 一、逆作法基础桩与钢管柱连接施工技术现状 由于我国土地资源日益紧张，城市高层建筑及轨道交通建设的高速发展，地下空间开发工程也在不断增长，规模逐渐扩大。据2008年初步统计，我国已建成高层建筑面积累计超过1.3亿平方米，高度100m以上的超高层建筑超过200幢，高层建筑最深的地下室基坑为6层、深度-26.2m。目前，国内已开挖的工业建筑基坑最深达37.4m。在国外，地下室基坑已达13层，深度超过50m。深基坑支护施工方法很多，其中，近几年在我国新型基坑支护技术普遍采用逆作法，尤其是广泛用于高层建筑多层地下室和轨道交通地下车站等多层地下结构的施工，特别是近年来我国客运专线与城市轨道交通共用的交通枢纽工程，地下空间多为负3至4层，深度一般为-25m至-32m，基本都采用逆作法施工。 逆作法施工是在基坑内施作中间支承桩，支承桩一般采用钻孔灌注桩。灌注桩浇筑至基坑底标高后，在支承桩顶安装一根逆作施工的支承上部施工荷载的永久性钢管柱。常规的钢管柱安装是在支承桩混凝土灌注前安装一个与支承桩直径相同的钢套管，等浇筑的支承桩混凝土达到70%强度后，抽除钢套管内泥浆，采用人工下孔破除桩顶混凝土至永久性钢管柱底标高，定位器安装完毕再安装钢管柱。该施工方法施工周期长、工序复杂，且施工过程中工人要下到孔底进行混凝土的凿除及定位器安装，存在诸多不安全因素，单根钢管柱施工周期长达10～20天，施工成本也较高，存在一定的局限性。 二、HPE液压垂直插入钢管柱工法的原理 本公司在长期的工程实践中，不断积累、总结经验，成功研制出HPE液压垂直插入钢管柱工法（专利技术）。该施工方法根据二点定位的原理，通过HPE液压垂直插入机机身上的两个液压垂直插入装置，在支承桩混凝土浇筑后、混凝土初凝前将底端封闭的永久性钢管柱垂直插入支承桩混凝土中，直到插入至设计标高。 如图2-1所示，钢管柱垂直吊起到液压插入机上，由液压插入机将钢管柱抱紧，同时复测钢管柱的垂直度。然后由上下两个液压垂直插入装置同时驱动，通过其向下压力将钢管柱垂直向下插入，液压定位器将钢管柱抱紧后，按照从下到上的顺序依次松开液压定位器，再由两个液压垂直插入装置同时将钢管柱向下插入，重复上述步骤，直至插入到设计深度要求。该工法适用于任何基坑钢管柱的安装施工。 ? 图2-1 HPE液压垂直插入机结构图 图2-2 HPE液压垂直插入机（专利设备） 三、HPE液压垂直插入钢管柱施工流程及步骤 3.1 施工流程图 ? ? 3.2 施工方法及步骤 3.2.1 浇筑基础桩混凝土 考虑插入钢管柱的需要，基础桩的混凝土需要一定的缓凝时间，缓凝时间不应小于混凝土运输时间、浇筑时间、HPE插入机就位时间、插入时间的总和。按常规情况考虑：混凝土运输时间按1小时计算，混凝土灌注时间按3-4小时计算，HPE液压垂直插入机就位时间按2小时计算，插入钢管柱时间按5-6小时计算，合计混凝土缓凝时间不应少于13小时。 3.2.2 HPE液压垂直插入机就位对中 混凝土灌注完成后，重新放出桩位中心，并将十字线标记在护筒上。复核桩位后，将HPE液压垂直插入机的液压定位器中心与基础桩位中心在同一垂直线上，然后吊装HPE液压垂直插入机就位，HPE液压垂直插入机根据定位器就位对中。 3.2.3 调整HPE液压垂直插入机水平度 就位对中后，HPE液压垂直插入机械可手动、自动调整水平度，并重新复核中心位置，满足要求后即可吊装钢管柱入孔。 3.2.4 吊装钢管柱 对于长度较长的钢管柱，为保证吊装时不产生变形、弯曲，一般采用二台吊车多点抬吊，将钢管柱垂直缓慢放入HPE液压垂直插入机上。 图3-2-1 钢管柱吊装 3.2.5 HPE液压垂直插入机插入钢管柱 钢管柱吊放至HPE液压垂直插入机内，下入孔内至第二道法兰后，由HPE液压垂直插入机抱紧钢管柱，并复测钢管柱垂直度，满足要求后在钢管柱的下部安装一个位移传感器。开始下放钢管柱时，由于钢管柱的自重，钢管柱能自由下入孔内一定深度。当浮力大于钢管柱重量后，由HPE液压垂直插入机将钢管柱抱紧，由液压插入装置的液压下压力将钢管柱下压插入孔内。当插至混凝土顶面后，重新复测钢管柱垂直度，此时可根据钢管柱下部安装的位移传感器反映到地面电脑上的信号来检测钢管柱的垂直度，满足垂直度要求后继续下压将钢管柱插入至混凝土中。如不符合要求可调整HPE液压垂直插入机的水平度直至钢管柱垂直度满足要求。 图3-2-2 杭州地铁1号线武林广场站钢管柱安装施工过程中 3.2.6 重力平衡 钢管柱插入混凝土后，因钢管柱底部封闭，会产生较大的浮力。为确保HPE液压垂直插入机在混凝土终凝前液压定位器放松后不使钢管柱上浮，必须进行重力平衡，通过计算浮力大小可在钢管柱内下钢筋笼