地铁暗挖混凝土钢管柱安装(洞桩法)

施工技术要求 ⑴ 钢管混凝土结构的施工质量要求和验收标准应按现行国家标准《钢结构工程施工质 量验收规范》GB 50205 、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 和《钢管混 凝土施工质量验收规范》GB 50628 中的相关规定执行。 ⑵加工时，所采用的板材应平直，表面未受冲击，未锈蚀，当表面有轻微锈蚀、麻点 、划痕等缺陷时，其深度不得大于钢板厚度负偏差值的1/2 ，钢管壁厚的负偏差不应超过 设计壁厚的3%。 ⑶ 钢管运输及现场安装时应避免钢管的附加变形，吊点的位置应根据吊装方法、钢管 的受力状况经验算后确定。 ⑷ 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。 ⑸ 钢管柱的混凝土必须连续浇灌。 ⑹ 应采用可靠的施工工艺保证钢管内混凝土的浇灌质量；钢管内混凝土的浇灌质量，
可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，应用超声波检测。对不密实的部位，应采 用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。
二、钢管柱安装步序
钢管柱运输
钢管柱根据设计图纸要求进行分节，每节最大重量3.5t，每节最大长度4090mm。 钢管柱通过施工现场龙门吊吊装至通道内，再由平板车将钢管柱运输至作业范围内； 在洞口向下进行拼装，每拼装完成一节，向下放一节，直到安装就位；拼装采用移动式龙 门架对钢管柱进行吊装作业，施工示意图如下图所示：
(1)普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓 C级》GB/T5780 和《六角头螺栓》GB/T 5782 的规定。
(2)高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺 栓》(GB/T 1228 、GB/T 1229)、《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230 、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术 条件》GB/T 1231 或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632 的规定。高强度螺栓的预拉力和摩擦面的抗滑移系数应按现 行国家标准《钢结构设计规范》GB50017 选用。
高强螺栓安装 本工程高强螺栓主要位于法兰连接处，采用符合现行标准的10.9级扭剪型高强 螺栓。其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、施工简便的优点 。 技术要求 本工程所采用的扭剪高强螺栓，连接面摩擦系数必须符合设计要求。
吊装前对于摩擦面的油污、尘土、浮锈要进行清除，要求摩擦面保持干燥、整 洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。若有的话，需 用钢丝刷及时清除，以提高其抗滑移系数。
底纵梁时安装）
序号 钢构件 1 钢管柱
杆件截面尺寸 A1000*16 、A964*10（钢衬管）
材质 Q235B
⑴ 钢管采用Q235B钢材，钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢))GB/T 700 和《低合金高强度结构 钢))GB/T 1591 的规定。钢材还应符合下列要求:
1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85。 2)钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%。 3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 ⑵ 钢管采用直缝焊接管。焊接管必须采用对接熔透焊缝，焊缝强度不应低于管材强度。焊缝质量应满足现行国
量保证书；包装箱外注明批号、规格及数量。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸，防止螺纹损伤、严禁使用螺纹损伤严重或雨淋过 2
的螺栓。 高强螺栓入库应按规定分类存放，防雨、防潮。螺纹损伤时不得使用。螺栓、螺母及垫圈
3 有锈蚀时应抽样检查紧固力，满足后方能使用。 使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性，开箱取出部分螺栓后应原封包装好，以
小导洞剖视图
钢管柱
平板车
首节钢管柱 吊装到洞口
防火涂料施工 作业（监理验收）
钢管柱施工顺序由远而近逐一 吊装。
钢管柱在加工厂将底漆、中间
漆喷涂完成后，为了防止钢管柱因 砂石回填后发生腐蚀，在钢管柱吊 装就位后，将防锈漆部位用塑料薄 膜覆盖保护，最后分层开挖完成后 ，将薄膜去除，并进行钢管柱的补 漆作业。
防锈、防腐及防火设计
⑴ 钢管混凝土柱防腐蚀、钢材表面的除锈等设计及施工应遵守《钢结构设计规范》(GB500172003)、《钢管混凝土结构技术规程》(CECS28:2012)、《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB500462008)、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB/T 8923)、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》 (GB50212-2002)等规范。
4 免沾染灰尘和锈蚀。 高强螺栓连接副在安装使用时，工地应按当天计划使用的规格数量领取，当天安装剩余的
5 高强螺栓应送回仓库保管。 螺栓不得被泥土、油污沾染，始终保持洁净、干燥状态。使用过程中如发现异常应立即停
6 止施工，经检查确认无误后再进行施工。 高强螺栓连接副的保管时间不应超过6个月，超过保管时间后再使用必须按要求再次进行
• 标高的控制 用经复核过的盘尺将导洞内的标高导到桩孔内，并在钢护桩上弹出基准线。此过程应重复进行，
多次复核，选择误差最小的为基准标高线。 定位系统防破坏措施 定位锥及定位钢板安装后浇筑砼时，未防止人为或混凝土扰动造成偏移，应采用钢筋将定位系统
与钢护筒进行固定，混凝土浇筑过程中，采用水平尺及挂钢尺等时刻对定位系统进行复测；混凝土浇 筑完成后在井口位置设置盖板，做好相应警示提醒标示。
定位锥安装前先进行标高和点位复测，复测完成后人工安装定位锥至指定标高及位置，安装完成 后采用3根C20钢筋将定位锥底座与钢护筒焊接固定，后进行第一次浇筑C30无收缩混凝土固定定位 锥。浇筑过程中应派专人复测定位锥位置，防止浇筑过程中发生倾斜。
待第一次浇筑混凝土强度达到75％以上后进行人工安装定位十字钢板，并调平、核对标高及位 置。采用3根C20钢筋将定位十字钢板与钢护筒焊接固定，安装完成后进行第二次浇筑C30无收缩混 凝土，固定定位十字钢板系统。浇筑过程中应派专人复测定位十字钢板位置，防止浇筑过程中移位。 如下图所示：
十字定位板
定位锥
2、钢管混凝土柱吊装
吊耳 利用钢管柱顶部法兰盘，制作可拆卸式吊耳，吊耳通过4颗高强螺栓与钢管柱法兰盘 固定，待钢管柱拼装就位后，再拆除吊耳，进行下一节钢管柱吊装，如下图所示：
吊耳
通过4颗高强螺 栓与法兰固定
钢管柱垂直度校正 在导洞地面上弹出钢管柱轴线控制线，通过挂设吊坠将地面控制线引入到钢护筒内部 ，施工人员站在支撑操作平台上，调节钢管柱的垂直度；对于调整完毕的钢管柱用型钢将 钢管柱与钢护筒内壁顶紧固定；如下图所示： 钢管柱垂直度校正细部节点，如下图所示：
⑷钢管混凝土柱防腐蚀涂层应能覆盖所有钢构件外露面，不得遗漏。钢管混凝土柱永久防腐蚀涂
层施工完成后，内部结构及建筑装修施工等过程中应注意保护防腐蚀涂层，不得损坏，如损坏必须按 以上设计要求恢复。
⑸钢管混凝土柱永久防腐蚀涂层施工完成后，方可进行防火处理。钢结构的防火应符合《建筑设 计防火规范》(50016-2006)、《建筑结构防火技术规程》(CECS 200:2006)、《建筑防火涂料(板)工 程设计施工与验收规程》的要求。钢管柱的耐火等级为一级，钢管混凝土柱裸露部分应喷涂厚型防火 涂料(按耐火极限为3小时要求进行喷涂，厚度不小于25mm，为保证防火涂料的稳固性，可在防火涂 料内加钢丝网)，所选用的钢结构防火涂料与防锈涂料之间进行相容性试验，试验合格后方可使用。 选用的防火涂料必须通过国家级检测单位的检测。公共区钢管柱应安装完毕外饰面板固定件(抱箍或 其他固定件)后进行防火涂料的喷涂。
⑵ 钢结构在进行涂料涂刷前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干
净，采用喷砂、抛丸等方法彻底除锈，达到St3级。并红丹打底，刷防锈漆。钢管外表面防锈干漆膜 厚不宜小于100μm，涂刷遍数不应少于3遍；钢管内表面应保持清洁。现场施焊部位暂不涂装，待焊 接完成后补涂。
⑶钢管混凝土柱永久防腐蚀涂层宜在主体结构施工完成后(且在内部结构、建筑隔墙及装修施工前 )进行。如钢管柱在施工现场发生锈蚀情况，需彻底除锈至st3级后，涂刷底漆，然后再涂刷防腐涂层 。钢管混凝土柱永久防腐蚀涂层由底层、中间层及面层构成:底层采用环氧富锌底涂料(涂层厚度 ≥70μm、施工2遍)，中间层采用环氧云铁涂料(涂层厚度≥110μm、施工2遍)，面层采用环氧沥青、聚 氨酯沥青等面涂料(涂层厚度≥100μm、施工3遍)。
吊装步骤 第一步:吊装第一段钢管柱
第二步:将第一段钢管柱固定在洞口平台上
第三步:吊装第二段钢管柱
第四步:将第一段和第二段钢管柱在洞口拼装
第五步:将第一段和第二段钢管柱调直，将高强螺栓拧紧
第六步：依次将第三段、第四段和第五段拼装到一起，最后将整根钢管柱安装到位， 调好整体垂直度，并在洞口做好临时支撑。
线坠
支撑平 台
钢管柱吊装就位后，将出钢护筒的分节钢柱通过型钢顶紧临时固定在导洞两面墙上， 如下图所示：
临时支撑顶紧固定 在导洞两侧墙面上
钢管柱对接 钢管柱通过法兰盘对接，采用M24高强螺栓连接，节点形式如下图所示： 施工人员在洞口拼装操作平台上拧紧高强螺栓，经检测合格后方可继续施工。
法兰连接 高强螺栓
第二节节钢管柱与 第一节拼装（监理验
收）
第三节钢柱 拼装（监理验
收）
第四节钢管柱 拼装（监理验收
）
第五节钢管柱 拼装（监理验收）
钢管柱垂直度、 轴线位置校正
前两节垂直度 调节，安装高强
螺栓
前三节垂直度 调节，安装高强
螺栓
前四节垂直度 调节，安装高强
螺栓
五节垂直度调 节，安装高强螺
栓
对外漏钢结构进行除 锈喷漆（监理验收）
主体结构开挖 完成
至抗拉钢板标高焊 接钢板（监理验收）
分层开挖
钢管柱吊装就 位（监理验收）
钢管柱 临时支护（监
理验收）
钢柱与钢护筒 之间填充砂子 （监理验收）
采用5t卷扬机+6组滑轮通过龙门架进行钢管柱吊装，龙门架形式如下图所示：
吊绳
吊装钢梁
卷扬机
序号 1 2 3 4 5
材料 卷扬机 吊绳 门式刚架 吊装钢梁 洞口拼装胎架
洞口拼 装胎架
规格 5t 40mm 工字钢25a 方管口200*12 方管口200*10
门式钢架
备注 通过滑轮组提高吊装能力
6*37
全熔透焊接 全熔透焊接
1、定位器的安装
按要求浇筑至桩基础标高后采用人工方式进行砼凿除，凿除时间晚于浇筑后两天，凿除应缓慢进 行，按照指定的标高线进行施工。凿除后立即进行清理，基面上不得留有砼渣，并找平；如下图所示：
7 扭矩系数试验或紧固轴力试验，检验合格后方可使用。
本工程中常用高强螺栓施工扭矩，如下表所示：
螺栓性能等级10.9S
高强螺栓的形式、规格和技术要求必须符合设计要求和有关规定，高强螺栓必 须经试验确定扭矩系数或复验螺栓拉力，符合规定时方准使用。
序 号
高强螺栓保管及要求
高强螺栓连接副应由制造厂按批配套供应，每个包装箱内都必须配套装有螺栓、螺母及垫 1 圈，包装箱应能满足储运要求，并具备防水、密封的功能。包装箱内应带有产品的合格证和质
一、钢管柱设计概况
本工程的主体结构两柱三跨钢筋混凝土结构，两柱为钢管混凝土柱，高度分 为两种16830mm(64根)和17960mm(2根)。以17960mm钢管柱为例其构件整体 形式如下图所示：
五节钢管 柱
法兰连接
抗拉钢板（本次安 装不涉及，后期施工
中纵梁时安装）
栓钉
定位器
栓钉
法兰连接
抗拉钢板（本次安 装不涉及，后期施工
家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB 50205 中一级焊缝的质量要求。构件的焊接探伤试验，应对每条焊缝进 行超声波法试验，探伤长度不小于200mm，当构件的焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤。每节焊接 管长度不宜小于1.5m，卷管方向与钢板延压方向一致。
本工程中的螺栓包括普通螺栓和高强螺栓。
(3)栓钉应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》 GB/T10433 的规定。用于栓钉的钢材屈服强度不应低于320N/mm2 ，抗拉强度不应低于400N/mm2 。栓钉规格为Ø22*100。
焊接材料 (1)手工焊接用的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条 》GB/T5117 或《低合金钢焊条》GB/T 5118 的规定。选 择的焊条型号应与被焊钢材的力学性能适应。 (2)自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材相适 应，并应符合现行有关标准的规定。