广深港客运专线福田站大直径钢管混凝土立柱施工技术.pdf
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1、2 0 1 3年 第 5期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 87 文章 编号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 8 7 0 3 广深港客运专线福 田站大直径钢管 混凝土立柱施工技术 杜 万 强 ( 中铁 十五局集团有限公司 , 河南 洛阳4 7 1 0 1 3 ) 摘 要 : 广深 港客 运专 线福 田站部 分采 用盖 挖逆 作 法施 工 , 设 计 采 用 直径 1 6 m 全地 下钢 管 混凝 土 立柱 , 需在 7 0 m深 的 富水软 弱地 层 中进行施 工 。本 文对 钢 管混 凝 土立 柱施 工 工
2、 艺、 钻 孔桩 施 工 、 定 位 器制 作 安装、 钢管柱吊装及验算、 高强度混凝土灌注、 柱与钢套筒间填砂 处理等施 工要点进行 总结。采用了城 市 中心 区超 大超深基 坑 内钢 管立 柱施 工定位 技 术 , 将 钢 套筒 作 为护 壁 解 决 了地 下深 层狭 小 空间 的施 工 防护 问题 , 可供 同类工程 施 工参 考。 关键 词 : 复杂地 层 大 直径钢 管立柱施 工 工艺 中 图分类 号 : T U 4 7 3文献 标 识码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 3 0 5 2 6 钢管混凝土立柱
3、越来越多地被应用于高层建筑 、 大型建筑 、 桥梁 、 特种结构等工程 , 作为一种新的结构 形式 , 与其 他 钢筋 混凝 土 结 构 及 钢结 构 相 比具 有 如 下 优点 : 强度大 , 各 向同性 , 稳定性好 , 承载力高 ; 在相同 承 载力条 件下 , 结 构断 面较 小 , 可 节 约 钢材 5 0 以上 ; 焊 接加工 量 显著减 少 , 可简 化施 工安 装工 艺 ; 节 点 可设 计为环形 , 可适应不规则交叉梁 系的支撑要求。本文 介 绍广 深港 客运专 线 福 田站全 地下 大直径 钢管 混凝 土 立 柱施 工技 术 , 可 供 同类工 程参 考 。 1 工 程 概
4、 况 广深港客运专线福田站为国内首座全地下高铁车 站 , 是亚 洲 规 模 最 大 、 世 界 上 行 车 速 度 最 高 的 地 下 车 站。该站位于深圳市行政文化中心和高档商务 区, 全 长 1 0 2 3 m, 深 3 2 1 5 I n , 宽 7 8 8 6 m, 站 场规 模 4台 8 线 , 总 建筑 面 积 1 4 7 0 8 8 m 。可 与 多 条 地 铁 线 及 公 交 站 实现 无缝 对接 , 是 福 田交通 枢纽 的核 心组成 部 分 。 福 田站所处 地层 从 上 至 下 依 次 为 素填 土 、 淤 泥质 土 、 粉 质黏 土 、 细 、 中 、 粗 砂 , 下
5、伏 全 风 化 至 弱 风 化 花 岗 岩 。地下水主要赋存于冲积砂土层及圆砾、 卵石层中。 福 田站共有全 地下直径 1 6 m钢管 混凝土立柱 1 1 0根 , 设计长度 3 0 3 m, 由于地质条件差 , 为 了保证 柱 的承 载 力 , 柱下 桩 最 大 深 度 达 到 3 8 0 m, 从 地 面 到 柱下桩底总深度超过 7 0 0 m。 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 8 0 l ; 修回 日期: 2 0 1 3 0 2 2 0 作者简 介: 杜万强 ( 1 9 7 5 一) , 男 , 河南宜 阳人 , 高级工程师。 2施 工 工 艺 流 程 1 ) 采用直径 2 8 m冲
6、击钻冲孑 L 。 2 ) 钻孔到设计标高后 , 下放钢套筒 。钢套筒整体 加 工成 型 , 外 径 2 7 5 m, 长 度 约 3 6 5 0 i n , 筒 底深 入 车 站底板结构柱定位器以下 3 0 0 m, 采用履带 吊整体起 吊人孔 , 吊装时严格控制标 高。钢套筒下放到设计深 度后 , 其顶部高出地面 5 0 c m。 3 ) 钢套筒下放到位后 , 使用反循 环清孔, 清孔合 格 后下 放钢 筋笼 , 用 吊筋 长度控 制钢 筋笼 的设计 标高 。 4 ) 采用水下混凝 土进行灌注 , 由于桩直径较大 , 灌注过程应将导管精确控制在桩 中心位置。 5 ) 灌注 完 成 并 终 凝
7、 后 , 及 时将 孔 内泥 浆 抽 干 , 人 工凿除定位器设计标高以上的混凝土。 6 ) 测量放 出桩 中心十字线, 进行下定位器安装 , 浇筑与柱下承台同强度等级混凝土( C 4 0 ) 至定位器位 置 , 固定定 位器 。 7 ) 待 固定 定 位 器 混凝 土 达 到 一 定 强 度 后 将 整 体 制作 完成 的钢 管柱 吊装入 孔 , 底 部 采用定 位器 定位 , 顶 部采用花篮螺栓微调, 保证上下均符合定位要求。 8 ) 定位完成后 , 浇筑孔 内混凝土至设计标高 , 结 构柱 外侧 回填 中粗砂 。 施 工 工艺 流程见 图 1 。 3 施工要点 3 1 钻 孔桩施 工 根
8、据 测放 的桩 位 , 在 地 面施作 2 3 m钢 筋混凝 土 8 8 铁道建筑 施工准备及测量放线 I笪 三l 室 茎 塑 壅 笪 制 作 钢 套 筒J 率 壶 隔 混凝土生产运输I l 上端微调定位 质量检查卜 浇筑C 6 0 混凝土 钢管立柱和钢套筒之间回填中粗砂 图 1 钢管混凝土立柱施工 工艺流程 护 筒 。由于桩 基要 入 岩 , 选 用 反 循 环 冲击 钻 机进 行 冲 孔 , 使用 旋流 、 压滤 于一体 的泥水 分离设 备对 钻孔过 程 中的泥浆和钻渣进行分离 , 分离出来的泥浆循环利用 , 渣 土装 车运走 。 钻孔桩成孔后 , 先安装钢套筒 , 进行第一次清孔, 再安
9、装钢筋笼 , 进行二次清孔 , 孔底合格后灌注水下混 凝 土 。为 了消除桩底 沉 渣 对 承 载力 的影 响 , 预埋 4根 底部注浆管 , 在承台二次灌注完成后, 及时注水泥浆 , 注 浆压力 控制 为 2 MP a 。 3 2定 位器制 作安装 1 ) 下定位器制作 下定位器需有足够的强度 、 刚度和精确度, 以保证 钢 管立柱 安装 时 , 定 位器不 发生破 坏 、 变形 、 移位现 象 。 下定位器呈十字锥形 , 由钢板组合焊接而成 , 见 图 2 。 锥底宽度每侧 比钢管立柱 内径小 5 m m。主要包括锥 形引渡板 、 定位十字板等构件 。其 中锥形引渡板实现 对钢管立柱的引渡
10、功能 , 并控制钢管立柱底部水平位 置中心和垂直度 , 限定钢管立柱的水平位移 ; 定位十字 板承托钢管立柱 , 控制钢管立柱的标高。 2 ) 安装前的准备工作 柱下 桩混凝 土终凝 2 4 h后 , 用 泥浆 泵将 钢套 筒 内 的泥浆抽出, 人工清除孔底沉积的泥渣 , 并凿除承台底 以上 超灌 的混凝 土 。 3 ) 定 位器测 量定 位 先从地面用 5 k g锤球将桩中心对 中引测至 已清 图 2下定位器及安装示意 理 平整 的桩基 面上 , 进行 定 位器 十字 底板 的初 定位 安 装 。再 用 i 1 0万 的红 外线 垂 直投 点仪 通 过全 站 仪直 接置于地面桩心位置 , 将
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