逆作法施工钢立柱垂直度控制技术

逆作法施工钢立柱垂直度控制技术
【摘要】逆作法施工就是由地面分层向下逐层施工，直至底板钢筋砼完成。

逆作法施工比传统的敞开式顺作法具有减少基坑变形、节省支撑费用、缩短施工工期的优点，是一种节能、环保的绿色施工方法。

而其中“一柱一桩”或“一柱多桩”是逆作法施工的重要组成部分，钢立柱在逆做阶段作为主要竖向受力构件，其垂直度控制技术显得尤为关键，本文就逆作法施工中钢立柱的垂直度控制技术进行探讨，为其他类似工程提供借鉴。

【关键词】逆作法深基坑钢结构柱垂直度控制
1、工程概况
“苏地2009-B-34号”地块商业综合用房工程（图1）位于苏州市平江区平江新城人民路与312国道交叉路口，占地面积15198㎡。

地下4层，地上裙房7层，高度42.25m，结构形式为框架结构；塔楼地上35层，高度149.25m，结构形式为框筒结构。

工程桩基达420根，其中一柱一桩钢结构立柱156根，最长钢立柱达26.95m，钢立柱按照设计要求插入桩钢筋笼2.5m。

2、技术指标
按设计要求，型钢立柱的定位和调垂必须严格按如下要求进行：中心偏差不大于10mm，垂直度偏差不大于1/600。

3、钢立柱加工
为保证钢立柱垂直度，加工时设有专用台架和施工平台制作钢立柱，拼接钢立柱，以保证笼体平直，严格按照设计图纸下料，保证下料准确，角钢平直，表面无污垢锈蚀。

4、钢立柱堆放、搬运、吊装
钢立柱堆放高度应控制在两层以内。

堆放不得一端悬空，应设多点均衡承重。

搬运时，应采取两点吊法，吊点位置应严格控制。

由于本工程最长钢立柱达26.95m，立柱吊装时采用双机抬吊的方法50t履带吊与35t汽车吊同时起吊。

起吊步骤如下：
(1)双机三点抬吊
(2)主吊提升，副吊保持。

(3)立柱完全竖直，由主吊放入孔内。

5、桩机选型、就位
5.1立柱桩的施工采用底盘重、稳定性好、具有导向装置的GPS－15型、GPS －20型钻机成孔。

为确保施工质量、满足设计要求，还要对钻机的导向轨道进行校正，将导向轮和轨道调整到最佳位置间距。

5.2桩机就位前，铺设2块2cm厚钢板，利用水准仪抄平。

钻机就位时用枕木垫平机座，机座四角用水平仪抄平，使用两台经纬仪做垂直度角观察主动钻杆垂直度，以保证导向架、机座、桩位中心线的铅垂线一致。

6、成孔过程的垂直度控制
钻机就位准确，并以保证导向架、机座、桩位中心线的铅垂线一致，机座四角用水平仪抄平，确保钻进时机架垂直度。

开孔时轻压、慢转，待钻具中心在转盘以下时方能正常钻进。

当地层变硬时，则降低钻进速度且轻压慢转，确保成孔精度（1/200），发现异常情况及时纠正。

成孔过程中，每钻深2～3米须复核垂直度，并随时纠偏。

严格控制钻机转速，泥浆比重等，保证成孔的垂直度达到技术指标。

7、机械垂直度控制法
7.1确定定位点：钢立柱桩钻孔完成后，将钻孔周边泥浆、土等杂物清理干净、测量员计算好钢立柱四边中点延长线四个坐标点，然后进行放线，定位偏差小于10mm。

7.2桩孔周边在桩成孔完成后进行平整，孔四周铺150*150枕木，导向架安放在枕木上。

7.3钢立柱吊装就位：将吊起的钢立柱缓慢放入钢筋笼内，钢立柱进入桩顶3m，尽量避免碰撞钢筋笼。

7.4垂直方向用两台经纬仪进行位置控制，标好位置，同时报请监理人员根据引测记录再次进行复核，钢立柱位置安装定位导向架，架高1500mm，架体为14#槽钢对拼焊接，导向架中部定位孔每边比钢立柱大50mm，便于螺栓连接和柱位调整，钢立柱在下落过程中用靠尺进行检测，最终保证钢立柱中心及方位符合设计要求，并上紧螺杆固定，防止位移，然后在钢立柱内下串桶浇筑混凝土。

7.5调节方法：首先立柱四个立面上标记中心；其次，立柱放入孔内后，调整导向架下层螺栓，将中心线下端控制与步骤1的中心延长线重合；第三，调节
导向架上层螺栓，通过经纬仪观察，将中心线上端与步骤1的中心延长线，从而达到调节垂直度的效果。

导航架剖面图导向架平面图
8、垂直度监测技术
本工程使用激光倾斜仪检测系统，采用激光器和倾斜仪的有机组合监测钢立柱垂直度，激光倾斜仪在钢立柱上要精确定位并保持足够高的精度。

首先将微型激光器巧妙地与高精度倾角传感器结合成一个整体，确保能利用激光定位快速安装高精度倾角传感器，并保证足够的定位精度。

安装时调整激光倾斜仪的调整装置令激光束与钢立柱管柱体母线平行，达到钢立柱与传感器定位安装面相互垂直的目的。

当钢立柱下到桩孔中，激光倾斜仪即可实时输出钢立柱倾斜变化。

该法在调垂过程中能即使给出调整数据，便于调垂施工，安装时要求精度高，操作时间长，吊装过程中精细化施工，保证测斜系统不被碰到。

9、结语
目前，本工程基坑工程基本完成，根据现格构柱监测数据表明，从钢立柱的加工到安装完毕，整个过程安全可控，立柱垂直度状态良好可靠，达到技术指标。

[参考文献]：
［1］顾国明.超长钢格构柱垂直度实时监控系统【J】. 上海：上海建工（集团）总公司，2009.
［2］龙莉波. 逆作法竖向支承柱调垂技术的回顾及展望【J】，上海：上海建工二建集团有限公司，2013.。