王洪磊，杨金尤，涂国坤
中交一公局桥隧工程有限公司，长沙 410000；
摘要：滨海软土地区城市中心城区采用盖挖逆作法地铁车站很常见，其中盖挖逆作法钢管柱安装垂直度控制难度大。结合天津地铁11号线佟楼站和迎宾馆站钢管柱施工，采用地铁车站机械插入法钢管柱施工技术。工程实践表明，钢管柱施工过程中提高工效，垂直度精度高，缩短工期，施工风险降低，为后续车站主体结构施工提供了有利的条件，且取得了很好的经济效益及社会效益，为同类工程施工提供了丰富的施工经验和借鉴。
关键词：全盖挖逆作法，钢管柱，垂直度，插入法，施工技术
1 引言
滨海城市软土地基中心城区，城市轨道交通地铁车站常采用盖挖逆作法施工，盖挖逆作法车站施工中钢管柱支撑是常规做法，钢管柱为永临结合施工，钢管柱的垂直度影响结构受力安全，因此，盖挖逆作法施工中钢管柱安装精度质量控制至关重要，《钢管桩施工技术规程》（YBJ 233-1991）等规定钢管柱中心线和桩基中心线的允许偏差为±5mm，立柱的垂直度误差不得大于柱长的1/1000且最大不大于 15 mm。如何控制盖挖逆作法地铁车站施工钢管柱安装精度，在前人的基础上，结合天津地铁11号线2标项目采用机械插入法钢管柱施工技术很好的控制钢管柱垂直度安装精度，为同类工程施工提供参考价值和依据。
2 工程概况
2.1 车站概况
天津地铁11号线2标佟楼站和迎宾馆站主体结构均采用盖挖逆作法施工，为地下两层岛式车站，围护结构采用“地连墙+内支撑”支护结构形式，佟楼站钢管柱共计46根，迎宾馆站钢管柱共计74根，外径0.8m，长度15.48~17.88m；基础桩直径1.8m，桩深53~55m，有效桩长32~37m。钢管柱内混凝土为C50自密实混凝土，基础桩混凝土为水下C35 P8超缓凝混凝土。
2.2 工程地质概况
车站场地所处地层地下水位较高，且基坑所处地层主要软弱黏性土和粉砂粉土，具有高含水量、高灵敏度、高压缩性、低强度及欠固结等特点，极易发生蠕动和扰动，工程性质差，地层分层性差，交错性强，局部存在透水性较差的液化粉土、粉砂层和局部流砂层。
3 机械插入法钢管柱施工方法
3.1 工艺原理
该施工方法根据“二点一线”定位的原理，利用万能平台及全回转平台上下两层加紧装置，通过智能化系统调平，达到要求后，可交替进行抱紧钢管柱下插作业，过程中进行动态纠偏，垂直度安装精度较高。
3.2 施工工艺流程
基础桩混凝土浇筑→吊装就位全回转平台→调整基桩中心与全回转中心在竖直共线→吊装钢管柱→测量调整钢管柱插入设计标高→万能平台和全回转平台抱紧钢管柱→混凝土初凝全回转平台移位→钢管柱四周回填→柱内钢筋笼安装→柱内混凝土浇筑→拆除工具柱→孔口回填→拔除护筒。
3.2 操作要点
（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、平台就位时间、插入时间的总和，混凝土缓凝时间不应少于36小时。
（2）平台就位对中
1）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。对成孔桩进行桩位点复测，并将平台垫板铺设好。
2）吊装万能平台，保证吊装平台水平，利用十字线垂球法使万能平台与孔位中心精确对中。
3）安放全回转平台，就位后使用平台上安放的定点式水平位移计对全回转平台进行水平调整和精确对位，同时复测万能平台的水平度，确保万能平台，桩位中心，全回转平台中心点3点共线。
（3）吊装钢管柱
准备工作就绪后使用双机抬吊，钢管柱起吊后穿过全回转平台和万能平台中心下放至砼上方50cm的位置，钢管柱在安放过程中缓慢放置，避免碰到平台。
（4）插入机插入钢管柱
1）使用全站仪测量对钢管柱进行垂直度校准，调节全回转平台4个油缸进行精确微调保证钢管柱的垂直度，然后用全回转平台夹具抱紧钢管柱开始安装插入。
2）并及时在万能平台两侧用尺子监测插入偏差，一个行程后使用万能平台对钢管柱进行夹持固定，松开全回转的夹具，全回转平台复位一个行程后夹持固定，松开万能平台的夹具，下一个行程插入，然后循环交替进行下插安装。安装到位后全回转平台和万能平台的夹具同时抱紧钢管柱。
（5）全回转平台移位和工具柱拆除
钢管柱插入好后，混凝土养护12小时达到初凝，然后吊离全回转平台，混凝土养护36小时达到终凝。回填砂石料至钢管柱与工具柱连接处下20cm，人工进入工具柱内将工具柱与钢管柱连接螺栓拆除，然后撤除工具柱和万能平台，复测钢管柱中心点位置，确定钢管柱插入精确度，钢管柱插入符合设计要求后进行钢管柱内钢筋笼吊装工程。
（6）钢管柱内混凝土浇注
1）钢管柱内的混凝土浇注应连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的初凝时间。
2）钢管柱内的混凝土实际灌注高度应比设计钢管混凝土顶标高高出0.5m以上。
3）浇筑过程中，施工单位及监理单位应有专人进行旁站监督。
（7）钢管柱四周回填砂石并排浆
当混凝土达到一定强度后，用碎石填充钢管柱四周至柱顶，并将孔内泥浆排除。
（8）拆除工具柱并回填孔口、拔除钢护筒。
当回填至柱顶标高后即可拆除工具柱，并回填碎石至孔口、拔除钢护筒。
3.3 机械设备
本工法所需主要机械设备：履带吊200t、100t各1台，三一360E旋挖钻1台，HCR-1500全回转平台1套，万能平台4套。
3.4 质量控制
（1）钢管柱的施工（钢管制作、焊接、吊装、柱内混凝土浇注等）及质量控制应符合《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936-2014）及《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）的要求；
（2）优先考虑由专业厂家提供钢管柱，按设计施工图要求由工厂提供的钢管柱应有出厂合格证；
（3）钢管柱尽量不要拼接接长，如必须拼接时，须在接缝处设置附加衬管，并确保拼接钢管几何尺寸符合设计要求；
（4）保证钢管内壁与核心混凝土紧密粘结，钢管内不得有油渍等污物；
（5）钢管柱吊装时应将其上口包封，防止异物落入管内；
（6）钢管柱吊装时应减少吊装荷载作用下的变形，吊点的位置应根据钢管柱本身的承载力和稳定性经验算后确定，必要时应采取临时加固措施；
（7）钢管柱吊装就位后，应立即进行矫正，并采取临时固定措施以保证构件的稳定性；
（8）定位平台依据垂直度检测装置对钢管柱进行定位，控制钢管柱平面定位及钢管柱的垂直度。
4 工程应用
4.1 应用实例
天津地铁11号线一期工程佟楼站和迎宾馆站均采用采用机械插入钢管柱施工方法，共计施工120根钢管柱，整个施工过程顺利，钢管柱施工效率高，垂直度精度高，缩短工期施工风险低，减少了施工材料和人工的投入，施工速度快，平均完成单根钢管柱安装时间24小时，为后续车站主体结构施工提供了有利的条件。
4.2 效益分析
机械插入法钢管柱施工技术应用于佟楼站和迎宾馆站钢管柱施工，对比传统人工下至孔底定位，大量减少了施工材料和人工的投入，如施工中不需长护筒护壁，也不用人工埋设定位器等，可节约工期约138天，大大缩短工期，为后续车站主体结构施工提供了有利的条件，具有广阔的实用价值和应用前景。
5 结论
通过天津地铁11号线一期工程2标对盖挖逆作地铁车站机械插入法钢管柱施工技术应用，工程实践表明，佟楼站和迎宾馆站车站钢管柱施工大量减少了施工材料和人工的投入。该项技术具有先进性，推动了盖挖逆作法车站钢管柱施工的技术进步，具有深远的意义，为同类工程施工提供了丰富的施工经验和借鉴，具有广阔的实用价值和应用前景。
参考文献
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