1、HPE液壓垂直插入鋼管柱工法HPE液壓垂直插入鋼管柱工法 , 專利技術(shù) , 一、逆作法基礎(chǔ)樁與鋼管柱連接施工 技術(shù)現(xiàn)狀由于我國土地資源日益緊張城市高層建筑及軌道交通建設(shè)的高速發(fā)展地下空間開發(fā)工程也在不斷增長規(guī)模逐漸擴大。據(jù) 2008 年初步統(tǒng)計我國已建成高層建筑面積累計超過 1.3 億平方米高度 100m以上的超高層建筑超過 200 幢高層建筑最深的地下室基坑為 6 層、深度 -26.2m 。目前國內(nèi)已開挖的工業(yè)建筑基坑最深達 37.4m。在國外地下室基坑已達 13 層深度超過 50m。深基坑支護施工方法很多其中近幾年在我國新型基坑支護技術(shù)普遍采用逆作法尤其是廣泛用于高層建筑多層地下室和軌道交

2、通地下車站等多層地下結(jié)構(gòu)的施工特別是近年來我國客運專線與城市軌道交通共用的交通樞紐工程地下空間多為負 3 至 4 層深度一般為 -25m 至-32m基本都采用逆作法施工。逆作法施工是在基坑內(nèi)施作中間支承樁支承樁一般采用鉆孔灌注樁。灌注樁 澆筑至基坑底標高后在支承樁頂安裝一根逆作施工的支承上部施工荷載的永久性 鋼管柱。常規(guī)的鋼管柱安裝是在支承樁混凝土灌注前安裝一個與支承樁直徑相同的 鋼套管等澆筑的支承樁混凝土達到 70%強度后抽除鋼套管內(nèi)泥漿采用人工下 孔破除樁頂混凝土至永久性鋼管柱底標高定位器安裝完畢再安裝鋼管柱。該施工 方法施工周期長、工序復(fù)雜且施工過程中工人要下到孔底進行混凝土的鑿除及定位

3、器安裝存在諸多不安全因素單根鋼管柱施工周期長達 10， 20 天施工成本也較高存在一定的局限性。二、 HPE液壓垂直插入鋼管柱工法的原理本公司在長期的工程實踐中不斷積累、總結(jié)經(jīng)驗成功研制出插入鋼管柱工法 , 專利技術(shù) , 。該施工方法根據(jù)二點定位的原理通過HPE液壓垂直HPE液壓垂直插入機機身上的兩個液壓垂直插入裝置在支承樁混凝土澆筑后、混凝土初凝前將底端封閉的永久性鋼管柱垂直插入支承樁混凝土中直到插入至設(shè)計標高。如圖 2-1 所示鋼管柱垂直吊起到液壓插入機上由液壓插入機將鋼管柱抱緊同時復(fù)測鋼管柱的垂直度。然后由上下兩個液壓垂直插入裝置同時驅(qū)動通過其向下壓力將鋼管柱垂直向下插入液壓定位器將鋼管

4、柱抱緊后按照從下到上的順序依次松開液壓定位器再由兩個液壓垂直插入裝置同時將鋼管柱向下插入重復(fù)上述步驟直至插入到設(shè)計深度要求。該工法適用于任何基坑鋼管柱的安裝施工。圖 2-1 HPE 液壓垂直插入機結(jié)構(gòu)圖圖 2-2 HPE 液壓垂直插入機 , 專利設(shè)備 ,三、 HPE液壓垂直插入鋼管柱施工流程及步驟3.1 施工流程圖3.2 施工方法及步驟3.2.1 澆筑基礎(chǔ)樁混凝土考慮插入鋼管柱的需要基礎(chǔ)樁的混凝土需要一定的緩凝時間緩凝時間不應(yīng)小于混凝土運輸時間、澆筑時間、 HPE插入機就位時間、插入時間的總和。按常規(guī)情況考慮 :混凝土運輸時間按 1 小時計算混凝土灌注時間按 3-4 小時計算 HPE液壓垂直插

5、入機就位時間按 2 小時計算插入鋼管柱時間按 5-6 小時計算合計混凝土緩凝時間不應(yīng)少于 13 小時。3.2.2 HPE 液壓垂直插入機就位對中混凝土灌注完成后重新放出樁位中心并將十字線標記在護筒上。復(fù)核樁位后將 HPE液壓垂直插入機的液壓定位器中心與基礎(chǔ)樁位中心在同一垂直線上然后吊裝 HPE液壓垂直插入機就位 HPE液壓垂直插入機根據(jù)定位器就位對中。3.2.3 調(diào)整 HPE液壓垂直插入機水平度就位對中后 HPE液壓垂直插入機械可手動、自動調(diào)整水平度并重新復(fù)核中心位置滿足要求后即可吊裝鋼管柱入孔。3.2.4 吊裝鋼管柱對于長度較長的鋼管柱為保證吊裝時不產(chǎn)生變形、彎曲一般采用二臺吊車多點抬吊將鋼

6、管柱垂直緩慢放入 HPE液壓垂直插入機上。圖 3-2-1 鋼管柱吊裝3.2.5 HPE 液壓垂直插入機插入鋼管柱鋼管柱吊放至 HPE液壓垂直插入機內(nèi)下入孔內(nèi)至第二道法蘭后由 HPE液壓垂直插入機抱緊鋼管柱并復(fù)測鋼管柱垂直度滿足要求后在鋼管柱的下部安裝一個位移傳感器。開始下放鋼管柱時由于鋼管柱的自重鋼管柱能自由下入孔內(nèi)一定深度。當浮力大于鋼管柱重量后由 HPE液壓垂直插入機將鋼管柱抱緊由液壓插入裝置的液壓下壓力將鋼管柱下壓插入孔內(nèi)。當插至混凝土頂面后重新復(fù)測鋼管柱垂直度此時可根據(jù)鋼管柱下部安裝的位移傳感器反映到地面電腦上的信號來檢測鋼管柱的垂直度滿足垂直度要求后繼續(xù)下壓將鋼管柱插入至混凝土中。如

7、不符合要求可調(diào)整 HPE液壓垂直插入機的水平度直至鋼管柱垂直度滿足要求。圖 3-2-2 杭州地鐵 1 號線武林廣場站鋼管柱安裝施工過程中 3.2.6 重力平衡鋼管柱插入混凝土后因鋼管柱底部封閉會產(chǎn)生較大的浮力。為確保 HPE液壓垂直插入機在混凝土終凝前液壓定位器放松后不使鋼管柱上浮必須進行重力平衡通過計算浮力大小可在鋼管柱內(nèi)下鋼筋籠、加水等方法進行重力平衡。 3.2.7鋼管柱孔口固定重力平衡后對鋼管柱上口進行定位根據(jù)已放出的樁位中心與鋼管柱中心吻合用槽鋼將鋼管柱固定在工作平臺上并要牢固防止鋼管柱偏位。圖 3-2-3 鋼管柱孔口固定示意圖3.2.8 HPE 液壓垂直插入機移位鋼管柱固定完成后 H

8、PE液壓垂直插入機上液壓定位器放松用吊車將 HPE液壓垂直插入機吊出、移位。3.2.9 鋼管柱內(nèi)澆筑鋼筋混凝土因鋼管柱采用槽鋼固定在工作平臺上鋼管柱安裝完成即可進行鋼管柱內(nèi)的混 凝土澆筑固定鋼管柱的槽鋼需滿足鋼管柱內(nèi)混凝土的重量鋼管柱內(nèi)的混凝土采 用水下灌注。3.2.10 鋼管柱四周回填砂石并排漿當混凝土達到一天強度后用黃砂或碎石填充鋼管柱四周至柱頂并將孔內(nèi)泥漿排除。3.2.11 拆除工具柱并回填孔口、拔除鋼護筒當回填至柱頂標高后即可拆除工具柱并回填砂石至孔口、拔除鋼護筒。四、 HPE液壓垂直插入鋼管柱工法的優(yōu)點4.1 安全性高HPE液壓垂直插入鋼管柱工法無需人工下孔作業(yè)首先在很大程度上降低了安 全風險。4.2 保證鋼管柱的垂直度質(zhì)量可靠HPE液壓垂直插入機施工過程中完全機械化作業(yè)減少了人為因素將鋼管柱插至混凝土頂面后可以根據(jù)鋼管柱下部安裝的位移傳感器反映到電腦上的 信號來檢測鋼管柱的垂直度保證插入鋼管柱的垂直度符合要求垂直度可達1/500， 1/1200 保證了施工質(zhì)量。在杭州地鐵 1 號線武林廣場站鋼管柱安裝工程中本公司對部分鋼管柱開挖檢測檢測結(jié)果顯示鋼管柱偏位值都控制在 1/500 以內(nèi)。4.3 提高鋼管柱安裝施工效率縮短施工工期HPE液壓垂直插入鋼管柱工法由先進的施工設(shè)備施工較之常規(guī)的施工工藝施工流程簡單施工速度快平