格构柱专项方案2014-10-30

提篮桥街道66街坊

综合开发项目

格构柱施工专项方案

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

2014年10月

目录

一．工程概况 (1)

1.1 工程概况 (1)

1.2 主要工程量 (1)

二．编制依据 (1)

2.1 工程相关文件和资料 (1)

2.2 主要参照的现行相关国家、行业和地方规范、标准、图集 (2)

三．格构柱制作方案 (2)

3.1 工艺流程 (2)

3.2 施工前准备 (2)

3.3 材料 (2)

3.4 放样、号料 (2)

3.5 构件拼接 (3)

3.6 焊接 (5)

3.7 编号 (6)

4.8 运输 (6)

5.9 现场验收卸料 (6)

四．立柱桩施工方案 (6)

4.1 立柱桩工艺流程 (6)

4.2成孔施工要求 (8)

4.3 立柱桩钢筋笼制作安装 (8)

4.4 格构柱吊装 (8)

4.5 格构柱定位与垂直度调整 (14)

4.6格构柱与钢筋笼的连接 (18)

4.7 砼灌注 (19)

4.8 格构柱临时固定 (19)

五．质量目标及保证措施 (20)

5.1 质量保证体系 (20)

5.2 保证质量的技术组织措施 (22)

5.3 质量通病预防措施 (24)

5.4 关键工序质量控制措施 (27)

六．安全、文明施工目标及保证措施 (29)

6.1 安全施工目标及保证措施 (29)

6.2 文明施工目标及保证措施 (40)

七．环境保护及扬尘控制护措施 (42)

7.1施工造成不利环保因素的分析 (42)

7.2环境保护和控制措施 (43)

一．工程概况

1.1 工程概况

本项目位于上海市虹口区西安路以南、商丘路以西、旅顺路以东、东长治路以北。立柱桩共158根，其中利用工程桩43根，新增立柱桩115根，新增立柱桩有效桩长30m。

1.2 主要工程量

主要工程量见下表：

主要工程量表

立柱桩平面布置图

二．编制依据

2.1 工程相关文件和资料

1)、国家、上海市和行业颁布的现行有关施工规范和标准；

2)、我司相关类似工程施工承包的经验和总结；

3)、我司相关的有关企业标准等；

2.2 主要参照的现行相关国家、行业和地方规范、标准、图集

1)、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

2)、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

3)、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；

4)、《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）；

5)、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

6)、《建筑地基基础工程施工质量及验收规范》（GB50202-2002）；

7)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)；

8)、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；

9)《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；

10)、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2002；

三．格构柱制作方案

3.1 工艺流程

格构柱的制作采用委托工厂加工的方式，其主要加工流程如下：

施工前准备→材料→放样→号料→切割→对接→矫正和边缘加工→拼装→焊接→编号→验收。

3.2 施工前准备

（1）根据设计提供的施工图，根据现场实际情况进行图纸深化，经项目部委托批准后方可实施制作，当确需修改原设计图时，必须取得设计者同意，并签署更改文件。

（2）格构柱制作必须按技术方案进行，遵守工艺，实行工序控制。

（3）对本方案中未尽部分，按现行的《钢结构工程施工质量验收规程》（GB50205-2002）执行。

3.3 材料

（1）格构柱各构件钢材采用Q345B钢。

（2）焊接材料：E5003型焊条、BT50-6气保焊焊丝，气保焊焊丝应符合《气保焊用碳钢、低合金钢丝》（GB/T8110）规定。

（3）以上材料必须具有《产品质量检验证明书》，并符合国家现行标准。

3.4 放样、号料

（1）放样前必须认真复核图纸尺寸。

（2）放出1:1格构柱实样，放样使用的钢卷尺等量具必须经过计量单位检验合格，丈量尺寸必须分段叠加，不能分段测量后相加全长。放样必须由经验丰富的技术人员承担，放样前详细阅读理解全部图纸，核对外形尺寸。

（3）缀板下料采用剪板机。

（4）号料前复核材料的规格、材质、外观，如有不符，及时纠正。

（5）切割下料后的半成品材料，必须进行第一次矫正、校平，校直时应采取不损伤钢材的方法进行，尽量采用机械设备冷弯矫正，并严格执行规范。

（6）半成品材料因气割造成的毛刺，氧化铁必须用角向砂轮打磨平整，处理干净。

3.5 构件拼接

（1）格构柱分肢拼接采用内贴法帮条连接，帮条与格构柱上下角钢规格一致。

（2）格构柱拼接必须在模具内进行。保证构件的外形尺寸、角度、垂直度等尺寸。拼装模具要经过车间、部门质监人员复核后才能使用，从拼模具制出的第一次构件要进行首检，符合设计图纸和规范后才能进行批量加工。

（3）格构柱加工模具采用钢制平台，首先需要对钢平台进行找平工作。为满足格构柱的加工需要，采用2副半成品、拼装用架子，2副总装架子，采用经纬仪对接料定位。此外，配备3副接料胎架，以便在拼装前先把角铁对接保证垂直度。

（4）构件拼接先进行上下肢角钢对焊，角钢对焊点不能再同一个平面上，上下间距为1m；首先将上下肢角钢对齐，然后将对接的角钢另外两端采用铁铮进行固定，先采用45度坡口焊进行角钢对焊；再进行内贴法帮条焊接，帮条所用角钢端部应削角，确保坡口焊接与格构柱母材贴实。

（5）上下肢角铁对接结束后，需要待焊接处温度自然冷却后再去除铁铮，以防止变形。

（6）半成品拼装，将两根已完成接料的角铁倒扣在半成品拼装胎架上，使两根角铁的边角平面相互平整，并在两边采用铁铮固定，以保证焊接过程中的垂直度。

（7）根据图纸要求放置缀板，在放置过程中，需要确保缀板和主角铁的贴实以及平整度，以便施焊过程中焊缝的质量。然后进行缀板与角铁的定位焊，焊接结束后将半成品翻出胎架，放入总装胎架中进行总装。

（8）总装工序，把两片半成品构件放入总装胎架中，然后根据图纸尺寸进行放线定位，并进行复测，再采用铁铮进行固定，如有局部尺寸不符合，可采用专用工具（夹棍、卡棍、铁铮等）进行矫正，达到规范要求后再进行固定。固定完毕后，进行缀板和主角铁的定位点焊，全部点焊结束后将其翻出胎架进行满焊焊接。

（9）格构柱分节处四个角钢应错缝焊接拼装，错缝长度不小于500mm，确保接头受力达到原材料强度。

（10）为利于导管的提拔及拆卸，需对格构柱底部加工成斜角型，最底部一块缀板遇斜角，缀板上移至斜角上口详见下图。

立柱底部构造

3.6 焊接

（1）格构柱各构件间的焊缝等级为三级，焊缝截面总强度须大于构件原材截面总强度。

（2）焊接前对焊缝处进行清洁工作。

（3）施焊时，母材非焊接部位严禁焊接引熄，避免母材损坏。在坡口内引熄不得留下弧坑。

（4）施焊后，立即清除焊渣进行外观检查并由质量员进行电焊质量验收。

（5）焊缝出现裂纹缺陷时，焊工不得擅自处理，应检查原因，订立修补措施后，方可处理。

（6）严格执行工序检测，质量控制配备专业人员进行施工现场管理。

（7）焊缝焊接质量必须符合《建筑钢结构焊接规范》（JGJ81-2002）。

（8）格构柱焊接宜尽量采用自动焊接并使大部分构件处于平焊接部位。

（9）格构柱制作时，其平面尺寸误差为0～-10mm，长度尺寸误差为0～+50mm。

（10）格构柱分节处四个角钢应错缝焊接，错缝长度不小于500mm，确保同一截面接头数不超过50%。

（11）格构柱柱身弯曲允许误差为h/250，且不大于5mm。

（12）对接后的钢构件产生的变形，校正方法应采用机械设备冷弯矫正，必须符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2002）。

（13）缀板焊接顺序，对称焊，即上面→下面→左面→右面，缀板焊接过程中为

避免焊接产生的热变形，需要间隔跳焊。

3.7 编号

在格构柱上部第一道4块缀板上分别标注其长度、对应桩号等信息，便于现场校对、吊装。

4.8 运输

（1）为了确保现场施工进度，派专人现场联系和管理，加强现场与工厂联系，根据现场需要送相应规格、长度的格构柱。

（2）根据不同长度的格构柱选用30T～60T加长卡车，一般情况下为夜间运输。

（3）考虑已请运输单位进行实地考察，途径路线环境安全的选择包括转弯角度，工地大门。因工地地域运输时间构件的长度，路上安全因素，已与运输单位商定了用特殊的伸缩炮车来确保此次格构柱的运输。

（4）运输时间是傍晚装车，市区货运禁令时间结束后，尽量选择避开路上高峰，选择路上车辆和行人稀少，能确保安全，不影响道路通行的时间段内通行，然后因此构件的超长特殊性，驾驶员在行驶和转弯过程中有极大的视线盲区，故规定运输单位必须对每一次的运输过程中增派一辆小车跟随在货运车辆的后面，进行指挥和押运，来确保每次运输的安全，包括装车过程中的构件堆放稳当与钢丝绳的捆扎牢固，对构件的转角填保护层的摆放，以及行车路上的安全配合，构件进入现场由相关负责人配合尽快卸货，能使运输车辆尽早在通行时间内离开禁区，相互之间加强协作，配合。

（5）为配合工地进度根据现场情况我司提供详细的构件加工的顺序，隔天提供当日所需构件编号和数量，以便加工厂提前做好生产和运输车辆的协调准备工作，确保工程现场的顺利开展。

5.9 现场验收卸料

根据现场施工进度，由项目部材料部每周向加工厂出具格构柱进场计划，加工厂根据计划将格构柱运至现场后，由当班质量员及监理人员进行质量验收。合格后，由桩基施工单位负责采用吊车卸料，就近堆放至施工现场。对不符合设计要求的格构柱进行退场处理。

格构柱堆放必须整齐，且不能超过三层，所垫导木须在同一直线上。

四．立柱桩施工方案

4.1 立柱桩工艺流程

施工准备→测量定位→埋设护筒→钻机就位校正→钻进成孔→第一次清孔→提

出钻杆钻头→钻机（架）移位→钢筋笼制作并验收合格→吊装钢筋笼→吊装格构柱→安装格构柱校正桩中心和垂直度→格构柱与钢筋笼焊接→格构柱垂直度调整→格构柱安装到设计标高→第二次清孔→水下砼灌注→复测格构柱→回填桩孔→循环下一根桩基施工。（下划线部分与常规钻孔灌注桩有区别）

立柱桩桩施工工艺流程图

4.2成孔施工要求

立柱桩施工其下部基本同常规钻孔灌注桩成孔施工，但因根据设计要求格构柱垂直度须不大于1/250，格构柱插入工程桩桩顶设计标高以下3m。立柱桩成孔时，需要加强成孔垂直度管理，成孔前用经纬仪双向机架的垂直度，成孔过程中用经纬仪双向再作机架的垂直度，成孔中孔深、孔径、垂直度、泥浆指标等必须达到设计和规范的规定值，确保成孔垂直度不大于1/250，格构柱安装垂直度须控制在不大1/250。

钻机就位后，底座必须用水平尺打好水平，达到平整、稳固，以确保钻进中不发生倾斜和移动；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于10mm，转盘在四个方向上的水平度误差小于1/100。

4.3 立柱桩钢筋笼制作安装

立柱桩钢筋笼制作吊装基本同常规钻孔灌注桩灌注施工；但因要在笼内插入格构柱，安装钢筋笼注意必须垂直，确保桩孔和钢筋笼的同心度，并保证搁置平稳牢固，格构柱进入后不产生变形或笼坠落。

4.4 格构柱吊装

1、起吊吊点设置

格构柱加工过程中需要预留吊装孔，具体吊装孔尺寸可见下图。

立柱顶部构造

格构柱起吊采用50T履带吊/汽车吊单点吊的施工方法。

本工程钢立柱长度22~26m，最重约6.4吨，根据格构柱的长度及重量，安装起吊采用50T履带吊/汽车吊单点吊装的方法。起吊时将格构柱抬离地面约50cm，先进行试吊，稳定后再进行旋转上升入孔吊装。

2、作业吊车的选择

本工程以最重立柱桩为验算对象

（1）本工程立柱桩格构柱与钢筋笼采用单机吊装。

取最重格构柱长约26m，重量约6.4吨，钢筋笼主筋+加强筋+箍筋+吊筋重量约为1.5吨，因钢筋笼在孔内受到水的浮力作用，计算需考虑去除浮力影响，则合计起吊重量约7.9吨。

（2）起重高度计算

H≥H1+H2+H3+H4

式中 H——起重机的起重高度(m)，停机面至吊钩的距离；

H1——起吊重物的高度；

H2——安装间隙，视具体情况而定，一般取0.2~0.3m；

H3——灌注桩基磨盘至地面的高度；

H4——索具高度(m)，绑扎点至吊钩的距离，视具体情况而定。

取H1＝26米，H2＝0.2米，H3＝1.2米，H4取1米。选用起重机的起重高度H ≥28.4米。

（3）起重臂长度计算：

L≥(H-h0)/sinα

式中 L ——起重臂长度（m）；

H——起重高度（m）；

h0——起重臂底铰至停机面距离（m），本工程取2m；；

α——起重臂仰角，一般取75°~80°，超长构件取大值，本工程取80°。

L≥(35.4-2)/sin(80°)=33.9米。

R=(35.4-2)/tg(80°)=5.9米

（4）吊车工作半径取6m，综合考虑（1）、（2）、（3）及起重机的工作幅度，参考吊车性能参数表，可知在主臂36.2m及工作半径6m处对应的起重重量为12.4吨，因此，选用QY50H重型汽车起重机满足施工要求。

50T吊车性能参数表

工作幅度

(m)

主臂

Ⅰ缸伸至100% ，支腿全伸，侧方、后方作业

11.1 15.0 18.8 24.6 30.4 36.2 42.0

3.0 55000 40000 32000

3.5 50500 40000 32000

4.0 44500 40000 32000 24000

4.5 40000 36000 31000 23000

5.0 36000 33000 29000 21800 16000

5.5 32000 30000 27300 20600 16000 12400

6.0 29000 27500 25700 19500 16000 12400

6.5 26000 25500 24200 18500 15500 12400

7.0 24000 23500 23000 17500 14600 12400 9000

7.5 22300 21900 21500 16600 14000 12400 9000

8.0 20300 19700 19400 15800 13300 11800 9000

9.0 15800 15300 15000 14300 12200 10900 9000

10.0 12200 12000 13000 11200 10000 9000

11.0 9900 9700 10700 10300 9200 8300

12.0 8200 8000 9000 9700 8500 7800

14.0 5500 6500 7150 7500 6800

16.0 3800 4800 5400 5750 6000

18.0 3550 4150 4500 4750

20.0 2600 3200 3500 3750

22.0 1850 2400 2750 3000

24.0 1800 2100 2350

26.0 1300 1600 1850

28.0 850 1200 1450

30.0 850 1050

32.0 750 2、抗倾覆验算

为保证汽车吊在吊装过程中的稳定，需进行抗倾覆验算，即需使稳定力矩大于倾覆力矩。以20m梁为验算对象，查《起重机设计规范》可知：

∑=

M

K G M G+K Q M Q+K W M W≥0

式中K G——自重加权系数，取1

K Q——起升荷载加权系数，取1.15

K W——风动载加权系数，取1

M G、M Q、M W为汽车吊自重、起升荷载、风动荷载对倾覆边的力矩，N·m；

G Q

W

汽车吊工作时受力简图

图中：G——汽车吊自重，取41t；

Q——起升物重量，考虑双机抬吊，取7t；

W——风动载，按起升物重量的10%考虑；

a ——汽车吊重心至支脚倾覆支点的距离，支腿全伸6.9m，故a取3.45m；

R ——汽车吊工作半径，最大取6m；

h ——风动载合力点高度。

∑=

M

K G M G+K Q M Q+K W M W

=1×G×a-1.15×Q×（R-a）-1×W×h

=410000×3.45-1.15×70000×(6-3.45)-0.2×70000×（3+0.2+30/2）=939250 N·m＞0 故稳定性满足要求。

3、吊索选用

钢丝绳的允许拉力计算:

[Fg ]=a ×Fg ÷k

式中: [Fg ]----钢丝绳的允许拉力(kN);

Fg-----钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); a------换算系数(0.82); k------钢丝绳的安全系数(8) 钢丝绳的技术数据表：

钢丝绳

直径（mm ） 钢丝绳的破断

拉力总和(kN)

钢丝绳的允许拉力(kN)

换算成重量 (吨)

旧钢丝绳取用系数

(0.4～0.75)

最终允许拉力(吨)

备注

15.0 132.0 13.53 1.38 0.6 0.82 钢丝绳公称抗拉强度取1550

17.5 172.5 17.681 1.8 0.6 1.08 19.5 213.5 21.884 2.23 0.6 1.34 21.5 270 27.675 2.82 0.7

1.977 24．0

326.5

33.466

3.415

全新钢丝绳取值：1.0

3.415

26．0 388.5 39.821 4.06

全新钢丝绳取值：1.0

4.06

28．0 456.5 46.79 4.77 全新钢丝绳取值：1.0

4.77

吊索拉力计算： F=G ÷ncos β

F-----一根吊索的拉力； G-----构件重量； n-----选用的吊索数；

β-----吊索与垂直线之间的夹角。 如G ＝7.9×9.8=77.42KN ，n ＝4，β＝0; F=G ÷ncos β＝77.42÷4×1＝19.355kN

由上计算例子结合本工程最大吊装和上述钢丝绳的技术数据表，可知一根吊索的拉力值远小于钢丝绳的破断拉力值(kN)。

吊重物用钢丝绳根数和直径选用表

钢丝绳根数

2根 4根 8根

起吊构件的

重量 （吨） t

与水平面夹角α

与水平面夹角α 与水平面夹角α 60O

45O

30O

60O

45O

30O

60O

45O

30O

钢 丝 绳 选 用 直 径 （毫 米）

20 26 28 32.5 19.5 24 26 10

26

28

32.5

19.5

24

26

17．5

19．5

24

根据上表计算成果，在满足要求的情况下，尽量减少钢丝绳型号及提高安全系数，本工程吊装用钢丝绳使用公称直径为24mm 的钢丝绳进行吊装作业。 4、格构柱吊装注意事项

（1）格构柱吊装采用50T 吊车，安装前确保吊装机械设备就位，格构柱尺寸与图纸要求相符合。

（2）安装前，将孔口四周地面找平，然后将钢板水平铺设在孔口两边，采用经纬仪定出桩孔中心，将钢板调整到与支撑轴线平行或图纸要求的角度。

（3）起吊之前，将格构柱运到孔位附近，并尽可能地靠近孔位。吊车停靠在距离孔位6m 范围内，尽量靠近孔位，在预留的吊点放入U 型环进行单点吊装。

（4）吊离地面后向孔位回转，注意操作安全，防止碰撞物件。

（5）格构柱吊入桩孔后，角钢必须和钻孔灌注桩钢筋笼牢固焊接，钢筋笼主筋与格构柱焊接接头不少于4个，搭接长度及间距按设计要求，焊接要求与工程桩的要求一致，必须满足规范要求。焊条使用前应按出厂证明书规定进行烘干，严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条，其他焊接要求同《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）和《钢结构焊接规范》（GB50661-2011)。

α

α

α

5、格构柱吊装劳动力配置

施工人数由作业队根据工程部统一安排，分为两个作业区，劳动力安排如下表：

岗 位

班数 人 数 小计 合计 总计

施工管理 队 长 1 1 1 50

技术管理

技术员 1

1 5

测量员 4 单桩成孔班

操机工

1 1

2 36

辅助工 24 起重班

指 挥

1 3 8 司 机 3 安全员

2

6、立柱桩施工机具配置

为保证施工要求，我项目部计划在立柱桩施工过程中投入以下机械设备，如下表所示：

设备名称 型号 数量 功率（kw ）

钻机 GPS-10 12台 75 泥浆泵(立式) 3PNL 12个 22 排浆泵 1PNL 12台 7.5 导管 D=250、200 12套 汽车吊 QY50T 1 履带吊

QUY50T

2

4.5 格构柱定位与垂直度调整 1、格构柱垂直度

格构柱的顶标高为-1.5m ，地面标高为-0.6m 。为更好的控制格构柱的垂直度及定位，在格构柱顶插一根活动式、小尺寸的格构柱（内插在格构柱上，插入深度50cm ，两者间的接触间距为5mm ，长1.1m ，露出地面20cm ），用作导向及定位；格构柱下放到设计标高及固定好后，拔出活动式小格构柱（见下图），确保格构柱的垂直度和定位在设计及规范要求范围内。

活动式小格构柱详图

活动式小格构柱连接图

吊装就位后进行整体垂直度测量控制，架设2台经纬仪互成90°进行测量，视角能观测到三个脚边为准，垂直度测量偏差应控制在基坑开挖深度的1/250，经监理

工程师验收合格后再进行下放。

格构柱垂直度测量控制示意图

2、格构柱复测

格构柱焊接完成后，根据测出的坐标、轴线，复测格构柱位置，垂直度测量，垂直度偏差不得大于基坑开挖深度的1/250，为保证下放后，吊车缓慢下吊钩，大臂保持静止，格构柱下放至枕木顶标高时，将型钢插入吊筋孔内放平固定。4根吊筋长度及吊环直径应相等，避免起吊下放后格构柱偏位。下放吊筋应对称穿到吊钩上，起吊前检查吊钩与格构柱柱体焊接处是否饱满，且焊接不小于10d，双面绑焊，吊环位置

不小于5d，双面焊接。详见下图。

格构柱顶部吊筋焊接示意图

格构柱吊筋焊接牢固、稳定，避免混凝土浇灌过程中晃动；混凝土浇灌时导管上下插拔时应匀速提升和下降，严禁野蛮施工。

3、格构柱平面位置方向的定位

格构柱平面位置方向定位示意图