盖挖逆作地铁车站钢管柱施工临时护筒起拔回收技术

郭源明

摘 要 盖挖逆作地铁车站钢管柱施工临时护筒回收困难，国内类似工程较多为一次性投入。既浪费了工期进度又提高了施工成本。长春地铁一号线繁荣路站工程采用临时护筒起拔回收技术，实践表明，该技术节约成本，并加快工期进度，取得良好经济效益。

关键词：盖挖逆作, 中间桩, 钢护筒, 钢管柱, 拔出

Abstract: Cover excavation subway station temporary casing of steel column construction recycling difficult domestic similar projects are more likely to be a one-time investment. A waste of the duration of the progress of the construction costs. Changchun Metro Line prosperity Road station project, the temporary casing from pulling recovery technology, practice shows that the technology to save costs and speed up the duration of the progress achieved good economic benefits.

Key Words: excavation for cover, the middle pile, steel casing, steel column, pull out

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、总体方案介绍

长春地铁一号线繁荣路车站采用盖挖逆作法施工，车站共设38根中间柱。中间柱作为施工过程的中间支撑柱，在车站底板结构尚未封闭时，承受地下各层已施作完毕的框架结构自重和各种施工荷载；顶板封闭后，中间柱作为车站主要竖向承载和传力结构。

车站主体设置38根钢管柱，纵向柱距主要为7.5m，36根φ800，2根φ900，钢管柱为Q235钢，壁厚16mm，柱内填充C50微膨胀混凝土，钢管柱与中板和底板相接位置设置环形钢牛腿；柱下设置独立桩基，桩基采用φ1.8m（2.0m）钻孔灌注桩，桩长15m—24m，钢管柱锚入桩基内1.6m。中柱主体及桩基部分均采用钻机成孔，为确保施工中柱期间无水作业及避免出现孔壁坍塌等情况，柱体段采用Φ1.86m（Φ2.0m）钢护筒护壁。钻机成孔后桩基钢筋笼同钢护筒依次整体下方，每节护筒之间采用法兰连接并做防水处理。

本工程采用汽车吊及千斤顶同步配合方法对已完成钢管柱护筒进行了周转使用。在确保工程质量无损前提下，加快了施工工期，节约了施工成本。此方法长春地铁乃至国内同类型工程中为首次使用，为长春地铁以及国内类似地下工程项目施工提供了参考。

二、工程地质及水文地质

工程地质：上部0.9~6.1m内主要为杂填土，下部主要为粉质粘土、粘土、粗砂、全风化泥岩、强风化泥岩中风化泥岩等。

水文地质：潜水层地下水埋深3.7~4.6m，主要赋予第四系粘土地层中，第二层地下水以粘土為相对隔水顶板，全风化泥岩为相对底板。含水层主要为粗砂，为本区的主要含水层。承压水头为4.60～5.40m。第三层孔隙裂隙水含水层岩性为全、强、中风化泥质砂岩，无稳定水位，含水层顶部为砂层。主要接受侧向的径流补给，排泄方式主要为相对含水层中的径流形式。

二、桩基础施工

钻孔施工采用一台360旋挖钻机，钻具中心和护筒中心重合。成孔过程中，为后期安装定位器下人操作的需要，埋钢护筒的区段钻孔直径为2.0m，距护筒底1.1m以下钻孔直径为1.80m（下图为φ800钢管柱桩基施工的孔径及护筒尺寸）。

三、钢护筒设计形式（附图纸）

临时钢护筒的设计指导思想是满足前期钢管柱施工安全和后期起拔方便的要求。

钢护筒由8mm厚钢板卷制而成，其外径长度根据中间桩直径和钢管柱长度而定。本工程钢管柱施工用钢护筒，外径参照钢管柱设计直径不同分为1860mm/2000mm两种（主要考虑方便下方和起拔，及人员后期下井操作空间保证最小500mm），用Q235钢板卷制而成，并在钢护筒内侧焊接加强环形槽钢骨架（槽钢骨架间距0.5m，采用［6.3卷制而成）为了吊装安全及起拔方便，在工厂分别进行加工制作，分节进行吊装。桩基上部钢护筒分为起拔段及固定段。固定段钢护筒随桩基钢筋笼吊装入孔埋于桩基中（固定段钢护筒采用16mm厚钢板卷制而成，为每桩单节1.5m长），起拔段钢护筒则采用标准8mm厚钢板加工而成。为减小护筒起拔过程中摩阻力，护筒之间连接均采用内法兰连接。（见图）

护筒强度验算：

护筒底部所受水土压力最大，以该处作为强度验算依据。

护筒底部所承受水土压力为：

在该土压力下，护筒理论计算最小厚度δ为：

安全系数n=8mm/2.2mm=3.6

四、钢护筒下方方法

为考虑钢护筒施工过程中分节下方安装，每节护筒自厂家加工完成运送至现场后，顶端用δ=20mm厚钢板平均分布焊接形成4个临时环形钢牛腿。同时地面孔口四周用四块预制栓接钢垫板拼接成型（具体形式见下图）。加强钢护筒及钢筋笼同时下方过程中地面的均匀受力。钢筋笼入孔用吊车25T一台和16T一台。第一节钢护筒底部与钢筋笼顶部焊牢一起吊入孔内，起吊过程中派专人监督确保钢筋笼不变形。同时注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，严禁加压强行下放，避免造成坍孔、钢筋笼变形等现象。

第一节钢护筒吊入到孔口处，将其卡在孔口处，再吊第二节护筒，两节护筒用M18高强螺栓连接，法兰处垫橡胶止水板，并且接缝四周使用40cm宽自粘式改性沥青防水卷材粘贴紧密。螺栓拧紧后，使用气焊将第一节护筒环形钢牛腿割除。割除后吊起护筒缓缓下落，待第二节护筒下落到孔口处将其卡牢，再吊第三节护筒，以此将所有护筒连接完。钢护筒在桩顶以上采用8mm厚钢板，在桩顶以下采用16mm厚钢板。

3、人员操作方式

①用δ=20mm厚钢板焊接每节钢护筒顶部环形钢牛腿4个；

②配合机械将钢垫板就位，并确保螺栓连接牢固；

③配合汽车吊下方钢筋笼至孔口固定。下方过程中将钢筋笼内部架立筋逐步使用气割割除并取出。

④配合汽车吊吊装第一节钢护筒至孔口卡牢并将其与钢筋笼焊接牢固。

⑤起吊第二节钢护筒，粘贴橡胶止水板并用清水刷洗干净；

⑥人员进入护筒将螺栓连接。同时外侧人员将护筒接缝处擦拭干净后使用40cm宽自粘式改性沥青防水卷材粘贴紧密。

⑦连接螺栓带紧后，护筒内人员撤出，将环形钢牛腿割除。

⑧人员配合汽车吊将钢护筒及钢筋笼缓缓下方。

4、标高控制

精确控制第一节护筒及钢筋笼焊接位置，以此为依据计算出最后一节护筒顶标高。施工完成后用水准仪进行复测。

5、护筒止水方式

两节护筒法兰盘之间清理干净后，粘贴橡胶止水带。上下两节螺栓带紧后，护筒接缝处外侧使用40cm宽自粘式改性沥青防水卷材粘贴紧密。

五、抽水、凿除砼

在砼终凝后开始用 型号 污水泵抽护筒内泥浆，泥浆抽完，为便于施工，在桩头砼强度较低时下人将桩头凿至设计标高，安装定位锥下三层钢筋网片。

六、钢管柱施工方法