地铁钢管柱施工中质量控制应用

马成龙

（中铁七局集团第三工程有限公司，陕西西安 710000）

0 引言

钢管柱施工技术是目前建筑行业成本最低且效率最高的施工技术，钢管柱施工技术有效增强了竖向支柱的强度，竖向支柱也是地铁建设中受力的关键，为确保使用的安全性，其承重支柱需满足高强度、高硬度的要求。本文以乌鲁木齐轨道交通3 号线02 标段珠江路站为研究案例，该地铁站位于仓房沟北路与珠江路交叉口处、沿仓房沟路大致呈南北向布置。车站为地下二层（局部三层）岛式站台车站，双柱三跨框架结构，车站总长251m，在车站中心里程处设24m×23.8m×0.9m 逆作顶板，覆土厚度5.5m。钢管柱直径800mm、壁厚16mm，Q345C 钢管，共6 根。钢管柱分为两种长度：A 类是顶梁下翻，底梁上翻，长度13.73m；B 类是顶梁下翻，底梁为中字梁，长度14.93m，自20 轴起为长钢管柱。钢管柱形式数量统计见表1。钢管柱基础为φ1800mm 的钻孔灌注桩，基础桩长为25m，钢管柱插入基础深度为1.6m。

1 钢管柱施工工艺

1.1 钢管柱安装前基本要求

（1）钢管柱对接的焊缝，外表面必须光洁、平整，不得出现凹凸不平的现象，几何尺寸要求如下：

①管体椭圆度：外径增大值≤2mm；

②总长度范围内弯曲矢高不超过3mm；

③2m 范围内弯曲矢高不超过1mm；

④相邻两节接头及对接接头搓边不超过1mm；

⑤管端不平整度：差值不大于1mm；

⑥端口平面与柱身垂直度2mm。

（2）所有钢管柱在加工的过程中纵向长度够不可超过5mm。

（3）无论是钢管壁的上口还是外壁，都进行吊点的安装，并且安装以后要达到起吊标准，确保各种角度的起吊作业都能够顺利进行。

（4）钢管柱顶层不平整度存在的偏差不可超过±2mm 的范围。

（5）钢管柱加工长度可存在的偏差数值保持在±10mm 以内。

（6）钢管柱在加工过程中以及孔口的加长管在加工过程中柱口和底端明确标记核心点（在加长管顶部标记半径为0.5mm 的圆点，在四个圆点以直线相连之后的交叉点便是钢管柱的核心），柱口和底端的圆点相连便是中心线。

结合场地施工标准与内容，为确保钢柱位置，场地中的内格构柱作业完毕后马上实施硬化作业，运用型号为φ12，厚度为300mm 的双层钢筋对地面实施硬化，在钻孔灌注桩浇筑完毕后，立刻清理，保证HPE 液压插入机器位置准确。

1.2 施工流程

设有钢管柱的抗拔桩基础混凝土采用缓凝混凝土，缓凝时间不小于13h，钢管柱采用HPE 液压插入法施工，具体施工流程如图1 所示。

图1 HPE 液压插入钢管柱作业工序

1.3 施工方法

（1）HPE 垂直插入机确定位置

表1 钢管柱形式及数量统计

混凝土浇筑完毕后，重新标记桩位中心，且以十字线的方式标注到护筒上。对桩的位置进行再次确定后，把HPE 液压插入机械的定位设施的核心点和桩位中心保持在同条垂直线上，之后采用起吊的方式把HPE 垂直插入机吊到指定位置，同时以定位器为参照对插入机位置进行校对。

（2）调节HPE 垂直插入机水平度

HPE 插入机到达指定位置后，可采用人工或者自动的方式对机器的水平度进行调节，且再次核对机器中心点，若与设计要求一致便可进行下面的工序。

（3）吊装钢管柱

依据本项目永久性钢管柱的具体情况，为确保吊装的过程中不出现形状改变、弯曲等问题，运用2 台吊车同时进行吊装作业，把永久型钢管柱以从上到下的方式置入HPE 插入机中，抬吊吊点的设计是确保钢管柱不出现外形改变、弯曲问题的关键。

（4）HPE 垂直插入机液压插入钢管柱

将钢管柱依靠起吊机吊到液压插入机上，形成液压插入机环保钢管柱的形态，另外查看钢管柱的垂直水平。吊装永久性钢管柱的初期，因为钢管柱本身有一定的重量，钢管柱可以自行下降一定距离，当浮力比钢管柱自重大之后，上面与下面2 个液压垂直插入设施一同启动，利用其向下的力量迫使钢管柱继续下降，待定位器完全环抱住钢管柱之后，依照自下到上的次序逐渐放开液压定位器，之后依托2 个液压垂直插入设施持续给钢管柱施压，迫使其下降，反复进行该工作，一直到钢管柱下降到指定位置。钢管柱位置允许存在的偏差情况见表2 所示。

表2 钢管柱就位允许偏差

（5）钢管柱四周回填碎石

HPE 液压垂直机垂直插入永久性钢管柱后，马上对钢管柱周边以小颗粒石块填充，石块的直径应当小于25mm，填充过程中小颗粒石块在钢管柱周边匀称填充，小颗粒石块填充的高度达到钢管柱顶管标高下部的1~2m 即可，上部等工具柱拆除混凝土浇筑初凝后后回填；回填时排出的护壁泥浆用泥浆泵抽至废浆池后外运清除。

（6）拆除工具柱HPE 垂直插入机移位

当钢管柱四周回填至距离设计柱顶标高1~2m 后，四周回填碎石已固定永久性钢管柱中心位置，即可拆除上部送柱工具柱，割除永久性钢管柱与送柱工具柱连接部位，拆除送柱工具柱后由吊车将HPE 垂直插入机移位即可。

（7）钢管柱内灌注混凝土

将工具柱拆掉之后，进行导管的装设，导管底部伸进钢管柱中的长度为500mm，然后实施混凝土浇灌作业。混凝土运用强度为C50 的自密实微膨胀混凝土。先在钢管柱中实施渗水实验，然后依据结果选择混凝土浇灌方法。若钢管柱内渗水，则采取水下灌注方式进行灌注。永久性立柱一般为干作业灌注，根据《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28—2012）的规定，并结合盖挖逆作钢管柱的结构特点，选择高位抛落无振捣法。其原理是利用混凝土自管口自由下落时获得的重力加速度冲击能量，使混凝土挤密而无须振捣。其抛落高度不少于4m，对柱顶孔口段抛落高度不足4m 的，采用插入式振捣器振实。

（8）回填孔口拔除钢护筒

永久性钢管柱中的混凝土初次凝结之后，以小颗粒石块进行填充，然后将护筒清除掉。

2 工程质量保证措施

（1）动工之前一定要全面掌握项目所在地区地质与水文的实际情况。

（2）科学管控钻杆前进过程中的速率。及时查看钻头钻进地层的实际状况，时刻关注地层变动状况，力争将钻杆速率与钻压指数保持在最佳状态。钻杆施工过程中，不可让钻杆出现晃动问题，避免孔变大。

（3）加强测量管理，由测量人员根据设计图纸准确定出桩位，并在桩附近埋设护桩，以便随时校核。质量检验人员应当对桩位轴线、桩垂直水平、桩直径等一一进行检查，保证所有的桩都与设计标准一致。

（4）质量检验人员应当仔细查看钻孔浇筑桩施工的各道工序，敦促作业人员依照有关规定进行技术交底，开展好隐秘项目的竣工验收工作。资料员应当把控好资料环节，建材进入施工场地都要合格证或者报告单，且按照有关要求再次检查，对于与质量规定不符的建材不允许其进入场地。试验员要严格控制混凝土的配合比，不可随意更改。依照有关要求进行养护，辅助相关单位进行测验。

（5）严控钻进标高，在装设钢筋笼以前，一定要对孔进行清理，且告知建立部门测量孔底标准高度、大小，并勘察土质、岩性等情况，查验达标之后马上实施封底作业。若察觉地质状况和设计要求不一致，应当和监理、设计一同探究并对问题进行解决。确保钢筋笼的加工符合要求。

（6）浇灌混凝土的过程中，应首先检测混凝土坍落水平，严控混凝土浇灌质量，在进行水下浇灌作业时将装有混凝土的运输车直接开到孔口位置，科学调配车辆，中途不可停歇。浇灌的过程中需运用导管对混凝土进行捣合，让其更紧密。

3 结束语

在地铁钢管柱施工过程中，应严格把控各方面质量。机械装置的运用也大大提高了施工质量，进一步提高钢管混凝土柱和桩基的各项指标。结果表明，钢管混凝土技术在节约成本上也有很大的优势，耗费成本偏低，大大增强了施工企业的经济效益与社会效益。