CN114808940A - 一种钢管柱先插法施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管柱先插法施工工艺，其技术要点是：包括以下步骤：S1、施工场地硬化；S2、测放桩位中心点；S3、全回转平台架设对中；S4、全回转钻机下钢套管并取土；S5、钢套管成孔垂直度检测；S6、旋挖钻机就位对中、旋挖成孔；S7、桩孔垂直度等检测；S8、一次清孔；S9、桩中心复测；S10、钢管柱调垂平台就位；S11、钢筋笼制作、整体吊安钢筋笼；S12、钢管柱吊装、拼接、调垂、固定；S13、安装浇筑平台；S14、下导管；S15、二次清孔；S16、下球、混凝土浇筑；S17、监测混凝土面高度；S18、钢管柱外围桩孔碎石回填；S19、钢管柱内混凝土浇筑；S20、混凝土终凝后拆除工具管；本钢管柱先插法施工工艺自主研发了全新的无偏差万能调垂工法。

Description

一种钢管柱先插法施工工艺

技术领域

本发明涉及土建施工领域，特别涉及一种钢管柱先插法施工工艺。

背景技术

“先插法”技术：灌注桩桩位成孔后，钢筋笼、钢管柱安装验收合格后，一次性完成柱下灌注桩、钢管柱的混凝土浇灌，在浇灌钢管柱内混凝土的同时进行钢柱管外碎石的回填，最后完成整柱的施工。先插法调垂存在两种情形进行调垂，一种是针对钢管柱总长不长，采用在地面以上进行垂直度调垂，基本上以4m以上高度调垂架调动地面以下钢管柱。第二种是针对钢管柱总长比较长，采用在地面以下水下一定深度调整钢管柱，此调垂在实际施工过程在成孔质量保证的前提下比较便捷，不费力。

以往的地面以下水下一定深度调整钢管柱，采用气囊法、平行四边形四连杆随动法，理论上能够产生调节位移，但也存在推力依赖于地层强度和无法锁定位置的问题，存在一定的固定不稳和缓变，对于本工程45米钢立柱存在无合适地层做推力反力点，容易导致缓变和误差超值；且需要对传统的先插法进行改进。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种钢管柱先插法施工工艺，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢管柱先插法施工工艺，包括以下步骤：

S1、施工场地硬化；

S2、测放桩位中心点；

S3、全回转平台架设对中；

S4、全回转钻机下钢套管并取土；

S5、钢套管成孔垂直度检测；

S6、旋挖钻机就位对中、旋挖成孔；

S7、桩孔垂直度等检测；

S8、一次清孔；

S9、桩中心复测；

S10、钢管柱调垂平台就位；

S11、钢筋笼制作、整体吊安钢筋笼、安装灌无忧传感器；

S12、钢管柱吊装、拼接、调垂、固定；

S13、安装浇筑平台；

S14、下导管；

S15、二次清孔；

S16、下球、混凝土浇筑；

S17、监测混凝土面高度；

S18、钢管柱外围桩孔碎石回填；

S19、钢管柱内混凝土浇筑；

S20、混凝土终凝后拆除工具管；

S21、全回转拔除钢套管、空孔回填。

较佳的，所述S1中，施工前对场地的水平进行检查，将场地整平，并硬化；场地由总包单位按统一标准硬化，先行预留桩位孔洞，预留桩位井圈大于桩直径4cm，根据场地上表层土特性，场内硬化25-30cm厚混凝土，并混凝土中内配φ12@200双层双向钢筋，确保成孔机械安全工作以及保证施工钢管柱安装调整及控制装置稳定。

较佳的，所述S4中，采用全回转钻机下2600mm套管到24m，钢套管外径2600mm，内径2500mm；底节6.5m，标准节6m，共四节24.5m，套管外露0.5-0.7m；取土原则以套管最大埋深或以规范规定套管超前2m以上控制，冲抓取土，在套管压到预定深度后，立即向孔内添加即将旋挖钻孔护壁的泥浆，过程中保持钢套管垂直度，并做好纠偏预案。

较佳的，所述S5中，钢套管成孔过程中通过全站仪观察钢管垂直度；套管压至预定深度后，旋挖成孔，旋挖成孔至套管底部可检测套管成孔垂直度。

较佳的，所述S6中，钢套管放线对中，旋挖钻机定位，采用膨润土和其它添加剂来制备泥浆，泥浆的制备采用高速回转式搅拌机搅拌而成，泥浆经检测合格后方可正式使用。

较佳的，所述S8中，旋挖机成孔前进行全面检查，成孔过程中，严格按设计图纸确定的参数进行施工，成孔达到设计深度，经监理工程师验收合格后，进行第一次清孔，采用旋挖捞砂斗清孔，清孔后移除旋挖钻机。

较佳的，所述S11中，钢筋笼总长度为23m，钢筋笼按一节整体制作，直螺纹套丝全过程进行跟踪检查，由于钢筋笼直径大，为防止吊装过程中钢筋笼变形，采取钢筋三角定位形式进行加固。

较佳的，所述S12中，钢管柱进场验收，要对钢管柱的直径、壁厚、长度、梁柱节点等进行复核，核查探伤报告等质保资料；钢管柱在后场加工完成，在厂里预拼好，做好法兰对接记号，分2节运输到现场再进行孔口对接拼装；钢管柱现场拼接完成后，由测量人员检核钢管柱顺直度以及工具柱和钢管柱连接后整体顺直度，形成偏差结果，为后续钢管柱插入混凝土施工提供垂直度校正依据；成孔后开始安装钢管柱，调垂平台就位，校正钢管柱调垂平台就位中心，确保平台中心和钢管柱中心误差在3mm以内，随后调整钢管柱调垂平台4个支腿油缸调整万能平台平整度，保证四个角高差在1mm以内，再调整8个水平油缸推动万能平台平移，保证万能平台中心与钢管柱设计中心偏差差在1mm以内；安装平台安装好后，先吊装钢筋笼至孔口固定，钢筋笼整段起吊一次性吊入孔内，然后起吊钢管柱至孔口采使钢管柱和钢筋笼软连接，确保钢筋笼与钢管柱重心重合，便于钢管柱标高、柱心和垂直度调整，钢管柱起吊，钢管柱下部与钢筋笼在孔口连接，连接完后整体吊入孔内；在第一节钢管柱下放过程中，严禁碰撞，安放至调垂架平台架设，吊起第二节钢管柱，在平台处与第一节处连接，并通过测斜仪读数反映是否顺直度达到要求；在距地面近20m处附近钢管柱环板上安装4个油缸，利用钢管柱四个油缸在地面下20米处顶推200钢套管，使钢套管在X.Y轴线上微微移动,进行整个钢管柱的垂直定位、通过测垂仪的读数变化进行垂直度测量控制，最终完成钢管柱高精度定位。

较佳的，所述S13中，特制浇筑隔离平台，安装至钢管柱调垂架上端，确保浇筑过程不与已经固定的钢立柱相碰；所述S14中，导管规格型号直径300，底节为4m，标准节3m,计23节，非标准节2节，1节1m，1节、1.5m，总计75.5m长，导管将根据孔深度进行调剂导管总长，导管使用前应做闭水试验；所述S15中，二次清孔采用气举反循环清孔；所述S16中，吊装混凝土浇筑平台，安装水下混凝土导管，首灌导提离孔底30-50cm,首灌量料斗体积必须达6.5m3以上，确保初灌量后导管埋深不小于80cm；首灌量浇筑采用下球工艺；所述S17中，采用灌无忧设备。

较佳的，所述S18中，混凝土浇筑至预定标高处更换混凝土，混凝土浇筑至预定标高后，钢套管内回填碎石5m高度后，然后边浇筑边回填，直至混凝土从钢管柱溢浆口处冒出为止；所述S20中，混凝土浇筑完成24小时后拆除调垂架、工具管。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

本钢管柱先插法施工工艺吸取了传统工法的精髓，综合各自优点结合国内工程实际情况的基础上，自主研发了全新的无偏差万能调垂工法，水下一定深度合理受力位置采用可高达50吨推力的微动、锁定式油压千斤顶借助钢套管在X/Y两个方向上的反力推动钢套管，从而使钢套管的垂直度无限接近钢立柱设计中心，可以实现无偏差调整定位并锁定，足以满足本工程高精度甚至无偏差调垂施工。

附图说明

图1为钢立柱孔口对接图；

图2为插钢立柱施工平台图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参考图1和图2，一种钢管柱先插法施工工艺，包括以下步骤：

S1、施工场地硬化；

S2、测放桩位中心点；

S3、全回转平台架设对中；

S4、全回转钻机下钢套管并取土；

S5、钢套管成孔垂直度检测；

S6、旋挖钻机就位对中、旋挖成孔；

S7、桩孔垂直度等检测；

S8、一次清孔；

S9、桩中心复测；

S10、钢管柱调垂平台就位；

S11、钢筋笼制作、整体吊安钢筋笼、安装灌无忧传感器；

S12、钢管柱吊装、拼接、调垂、固定；

S13、安装浇筑平台；

S14、下导管；

S15、二次清孔；

S16、下球、混凝土浇筑；

S17、监测混凝土面高度；

S18、钢管柱外围桩孔碎石回填；

S19、钢管柱内混凝土浇筑；

S20、混凝土终凝后拆除工具管；

S21、全回转拔除钢套管、空孔回填。

其中，所述S1中，施工前对场地的水平进行检查，将场地整平，并硬化；场地由总包单位按统一标准硬化，先行预留桩位孔洞，预留桩位井圈大于桩直径4cm，根据场地上表层土特性，场内硬化25-30cm厚混凝土，并混凝土中内配φ12@200双层双向钢筋，确保成孔机械安全工作以及保证施工钢管柱安装调整及控制装置稳定。

其中，所述S4中，采用全回转钻机下2600mm套管到24m，钢套管外径2600mm，内径2500mm；底节6.5m，标准节6m，共四节24.5m，套管外露0.5-0.7m；取土原则以套管最大埋深或以规范规定套管超前2m以上控制，冲抓取土，在套管压到预定深度后，立即向孔内添加即将旋挖钻孔护壁的泥浆，过程中保持钢套管垂直度，并做好纠偏预案。

其中，所述S5中，钢套管成孔过程中通过全站仪观察钢管垂直度；套管压至预定深度后，旋挖成孔，旋挖成孔至套管底部可检测套管成孔垂直度。

其中，所述S6中，钢套管放线对中，旋挖钻机定位，采用膨润土和其它添加剂来制备泥浆，泥浆的制备采用高速回转式搅拌机搅拌而成，泥浆经检测合格后方可正式使用。

其中，所述S8中，旋挖机成孔前进行全面检查，成孔过程中，严格按设计图纸确定的参数进行施工，成孔达到设计深度，经监理工程师验收合格后，进行第一次清孔，采用旋挖捞砂斗清孔，清孔后移除旋挖钻机。

其中，所述S11中，钢筋笼总长度为23m，钢筋笼按一节整体制作，直螺纹套丝全过程进行跟踪检查，由于钢筋笼直径大，为防止吊装过程中钢筋笼变形，采取钢筋三角定位形式进行加固。

其中，所述S12中，钢管柱进场验收，要对钢管柱的直径、壁厚、长度、梁柱节点等进行复核，核查探伤报告等质保资料；钢管柱在后场加工完成，在厂里预拼好，做好法兰对接记号，分2节运输到现场再进行孔口对接拼装；钢管柱现场拼接完成后，由测量人员检核钢管柱顺直度以及工具柱和钢管柱连接后整体顺直度，形成偏差结果，为后续钢管柱插入混凝土施工提供垂直度校正依据；成孔后开始安装钢管柱，调垂平台就位，校正钢管柱调垂平台就位中心，确保平台中心和钢管柱中心误差在3mm以内，随后调整钢管柱调垂平台4个支腿油缸调整万能平台平整度，保证四个角高差在1mm以内，再调整8个水平油缸推动万能平台平移，保证万能平台中心与钢管柱设计中心偏差差在1mm以内；安装平台安装好后，先吊装钢筋笼至孔口固定，钢筋笼整段起吊一次性吊入孔内，然后起吊钢管柱至孔口采使钢管柱和钢筋笼软连接，确保钢筋笼与钢管柱重心重合，便于钢管柱标高、柱心和垂直度调整，钢管柱起吊，钢管柱下部与钢筋笼在孔口连接，连接完后整体吊入孔内；在第一节钢管柱下放过程中，严禁碰撞，安放至调垂架平台架设，吊起第二节钢管柱，在平台处与第一节处连接，并通过测斜仪读数反映是否顺直度达到要求；在距地面近20m处附近钢管柱环板上安装4个油缸，利用钢管柱四个油缸在地面下20米处顶推200钢套管，使钢套管在X.Y轴线上微微移动,进行整个钢管柱的垂直定位、通过测垂仪的读数变化进行垂直度测量控制，最终完成钢管柱高精度定位。

其中，所述S13中，特制浇筑隔离平台，安装至钢管柱调垂架上端，确保浇筑过程不与已经固定的钢立柱相碰；所述S14中，导管规格型号直径300，底节为4m，标准节3m,计23节，非标准节2节，1节1m，1节、1.5m，总计75.5m长，导管将根据孔深度进行调剂导管总长，导管使用前应做闭水试验；所述S15中，二次清孔采用气举反循环清孔；所述S16中，吊装混凝土浇筑平台，安装水下混凝土导管，首灌导提离孔底30-50cm,首灌量料斗体积必须达6.5m3以上，确保初灌量后导管埋深不小于80cm；首灌量浇筑采用下球工艺；所述S17中，采用灌无忧设备。

其中，所述S18中，混凝土浇筑至预定标高处更换混凝土，混凝土浇筑至预定标高后，钢套管内回填碎石5m高度后，然后边浇筑边回填，直至混凝土从钢管柱溢浆口处冒出为止；所述S20中，混凝土浇筑完成24小时后拆除调垂架、工具管。

其中，本钢管柱先插法施工工艺吸取了传统工法的精髓，综合各自优点结合国内工程实际情况的基础上，自主研发了全新的无偏差万能调垂工法，水下一定深度合理受力位置采用可高达50吨推力的微动、锁定式油压千斤顶借助钢套管在X/Y两个方向上的反力推动钢套管，从而使钢套管的垂直度无限接近钢立柱设计中心，可以实现无偏差调整定位并锁定，足以满足本工程高精度甚至无偏差调垂施工。

本工程为钢管柱施工，包括上部钢管混凝土柱和钻孔灌注桩两部分，上部钢管截面尺寸为Φ900mm×20mm(壁厚)。下部灌注桩为Φ2500钻孔灌注桩基础。根据初步设计图，受大盾构始发影响，钢管柱共计48根，其中钢管柱+桩基础类型共36根，不含钢管柱桩基础12根，灌注桩桩基础采用水下C40混凝土，钢管柱内采用C50微膨胀混凝土。

本工程施工的重点难点：

1、本工程位于长江江心洲上，地质条件较复杂，对灌注桩施工存在不利地层条件；如1-1杂填土、1-2素填土，未经专门处理，密实度差、松散易于塌孔；2-2b4淤泥质粉质粘土、2-3b4淤泥质粉质粘土夹粉砂，呈流塑状，2-4b3+4、2-5b3+4淤泥质粉质粘土夹粉砂，呈流塑-软塑状，流塑土层易于缩径与塌孔；3-4e1含卵砾石中粗砂，密实，最大粒径达8cm，卵砾石中粗砂易于发生塌孔与卡钻；以上土层对旋挖钻成孔都是不良地层，成孔地质条件差。

2、本工程灌注桩桩径大，达2500mm，孔深大，最大孔深达约70m，成孔垂直度是关键。

3、钢管柱长度最长达45.8m，需采取分节精加工制作，运输至工地，孔口对接，精度要求高。

4、钢管柱为永久性结构，设计安装精度高。钢管柱的高程、中心、垂直度必须控制在精度范围内，要求钢管柱安装成功率达100％。

施工部署：

1、设备投入情况：钢管柱施工主要投入的大型设备包括1台200T履带吊、1台120T履带吊、1台50T履带吊、1台XR460旋挖钻机、1台BG38旋挖钻机、1台DTR2605H全回转钻机以及2个调垂平台。

主要设备投入情况一览表：

2、人员投入情况：

施工进度计划：施工进度：甲方招标要求钢管柱48根桩施工计划72天。格构柱桩52根穿插于72天中施工。钢管柱单桩作业时间约48个小时：全回转下套管6个小时，旋挖成孔、清孔20小时，安装万能平台调垂架、钢筋笼、钢管柱安装12个小时，二次清孔4个小时，浇筑混凝土6个小时，养护12个小时，拆除拔管回填6小时。

施工进度：甲方招标要求钢管柱48根桩施工计划72天。格构柱桩52根穿插于72天中施工。

采用流水作业，约2天完成一根桩的钻孔和调垂浇灌，1天养护、回填、拆除、拔管工作，2台套调垂架对36根钢立柱桩周转作业，不插钢管柱的12根桩穿插其中进行施工，不占用钢管柱的施工时间，36根钢立柱理论上38天可以完成成孔、吊装、调垂、灌注全部工作，考虑工序衔接采用两副调垂架、三套2600钢套管周转每天可以成孔、灌注一根钢管柱桩。考虑每根桩增加0.4天机动时间合计增加17天，计划36根钢管柱工期55天，加上12根不插立柱的桩施工计划1.2天一根，合计15天，增加2天机动时间，合计17天完成。这样72天完成48根桩。完全满足甲方招标工期要求。

重点难点技术措施：

1、本工程位于长江江心洲上，地质条件较复杂，确保成孔针对技术措施。

1.1针对松散回填土层、流塑土层采用钢套管护壁全回转钻孔，钢套管护壁深度约24-25m；

1.2针对下部还有一层的流塑软塑2-4b3+4层，采用优质泥浆，高泥浆水头护壁成孔，在该地层中旋挖钻进应钻速减慢，尤其是旋挖钻孔取土提升速度要放慢；

1.3针对卵砾石层要注重钻头选取，避免卡钻。

1.4针对江心洲水位比较高的特点，虽然本工程地连墙已将长江水隔断，但在施工成孔过程中仍需注意高水头压力成孔措施，在确保孔内高水头泥浆压力，要高于地下水位1m以上。

2、本工程灌注桩桩径大，达2500mm，孔深大，最大孔深达约70m，成孔垂直度是关键。

2.1场地要硬化整平，避免大型钻机施工面不稳定，发生成孔垂直度偏差。

2.2在上部地层选取成孔垂直度精度高的设备进行施工，本工程采用全回转钻机控制上部成孔垂直度偏差，基本上垂直度偏差能达到千分之三。

2.3在套管下部土层中选用相对成孔垂直度偏差较小的旋挖钻机施工，以缩小垂直度偏差。

2.4鉴于本工程成孔垂直度是精准安装钢管柱的前提条件，因此在全回转成孔过程中，要随时监控钢套管垂直度，钢套管施工完成要求总包单位给予验收；旋挖成孔施工过程中第一根桩要求在施工至46m深时给予验收成孔垂直度，以确保成孔垂直度满足安装钢管柱的要求。

3、钢管柱长度最长达45.8m，需采取分节精加工制作，运输至工地，现场孔口对接安装，要求采用精加工，精度要求高。

3.1厂内分段加工钢管柱，钢管柱接头法兰盘对接要求精加工，以确保钢管柱连接顺直，同心度好。

3.2据以往经验，建议本工程钢管柱分二段加工，一是便于运输，二是减少接头数量、三是减小接头连接顺直度误差累计。

3.3工具管同钢管柱一同精加工，并进行拼接检查，以符合现场安装需要。

3.4出厂钢管柱必须符合钢管柱安装精度要求，出厂前厂内总包、监理、劳务单位共同参与验收钢管柱。

4、钢管柱为永久结构，设计安装要求精度高。钢立柱的标高、中心偏差、垂直度必须控制在精度范围内，要求钢管柱安装成功率要达100％。

4.1本工程钢管柱安装垂直度要求达1/1000，且钢管柱长度达46m，因此本工程采用先插法的第二种情形水下支点进行调垂，以确保垂直度误差在设计允许偏差范围内。

4.2通过自主研发的特殊的调垂架，通过液压系统控制达到水平移动工具管，以确保工具管中心位置在设计允许偏差范围内。

4.3通过自主研发的特殊的调垂架，通过液压提升系统控制工具管高程，以确保工具管高程位置在设计允许偏差范围内。

5、钢管柱顶距地面还有3-4m，钢柱安装时需设一工具柱高出地面一定高度，才能对钢柱的中心、标高、垂直度进行调整，为此，要加工与钢柱同径的工具柱用法兰与钢柱连接且伸出地面，以方便进行钢柱的中心、标高、垂直度进行调整。

5.1工具管与钢管柱为同一厂家加工，一同精加工，避免工具管与钢管柱连接出现顺直度误差；

5.2为避免工具管频繁使用变形，要求对工具管进行特别加工，且工具管壁厚提高至30mm,材质提搞一个等级，对法兰盘厚度加厚，强度提高一个等级等。

5.3工具管在使用过程中，必须注意保护，并经常与钢管柱连接校核连接顺直度。

6、钻孔灌注桩桩身为C35混凝土，钢管柱内为C50混凝土，在混凝土灌注过程中，涉及到不同等级混凝土的施工交界面转换。我们预埋了灌无忧装置。

6.1在灌注桩桩身混凝土浇筑至标高或根据设计要求混凝土界面标高，更换C50混凝土进行浇筑，同时注意控制导管埋深。

6.2在灌无忧报警后，勤测混凝土超灌高度，在超灌高度达到总包技术交底的要求后，暂停浇筑混凝土，开始对称回填砂石料。

6.3在对称回填砂石料面上升5m后，开始边浇筑边回填；回填碎石高度达20m，基本上钢管柱混凝土面能达到钢管柱顶标高；溢浆孔有混凝土溢出后，停止终止输送砂石料，并结束浇筑。

6.4在钢管柱顶标高以上的工具管上开设溢浆孔，并精准测量钢管柱内混凝土面标高，溢出混凝土量进行控制。

本工程先插法钢管柱的创新：

万能平台底盘设置12个液压油缸，其中4个竖直方向油压千金顶为垂直方向标高微调，通过4个油压千斤顶的上下升降带动固定好的工具管上下升降，直接调节钢立柱顶标高，千斤顶的微动、锁闭功能使钢立柱标高误差可达毫米级，水平X、Y轴线在四个面设8个液压油缸千斤顶，产生水平面方向沿X、Y方向液压推力，使万能调垂架与路基板底盘产生X、Y两个方向相对平移，路基板底盘除了得到现场硬地坪给予的摩擦反力，也同时通过与2600钢套管硬连接得到的足够反力，确保底盘稳固不动，使得万能调垂架中心无限接近桩位中心，通过油压千斤顶的微调微动功能完全能够实现小于1MM的微偏差。

设置4个暗藏式电动卷扬机直接控制四个下部油压千斤顶的提升，减轻工人劳动强度增加操作安全性。

钢筋笼孔口吊扶创新：钢筋笼通过6根预先机制的钢丝绳扣直接与调垂架连接，钢筋笼的重量通过调垂架直接传递到路基板上，最终作用在硬地坪上实现应力均布，完全化解钢筋笼安装过程中的外力和振动对孔壁产生不利附加影响。

钢立柱与钢筋笼连接创新：采用6根事先经过长度和拉力复核并且机加工压制好的的柔性的钢丝绳与钢管柱上事先计算位置设置的吊点相连接，即保证钢管柱的安装设计位置尺寸又保证钢筋笼的设计安装位置尺寸，且相互间能产生水平方向相对位移，同时满足钢筋笼的安装精度和钢管柱的安装精度设计要求。

混凝土浇筑架创新：通过另外设置浇筑架，增设浇筑平台，增设初灌料大料斗固定架，第一，满足初灌料开塞前约30吨初始混凝土的重量传递到施工场地硬地坪，既安全又保证混凝土初灌导管埋深用量，第二，浇筑过程中所有工艺操作与调垂后的钢立柱万能调垂架无任何相对受力关系，确保混凝土浇筑过程对万能调垂架零扰动。第三，完全避免过往的借助吊车空中吊大料斗带来的被泵送混凝土冲击外力产生的空中晃动，而出现碰动钢立柱的隐患。第四，在浇筑平台架上增设向下垂直的导管导向套管，为混凝土浇筑导管导向，确保导管在混凝土浇筑过程中的上下运动自始至终不碰到钢立柱内环板。

钢立柱孔口对接创新：以往的上下段钢立柱法兰连接在孔口以上仅仅60公分左右，被2600钢套管遮挡不通视，本工程在2米的位置进行法兰对接，上下钢套管完全通视，上下段立柱钢套管可以通过经纬仪进行顺直度检验。

调垂手段创新：本工程除采用国家发明专利激光调垂打中心的方法外，采用本公司在报专利空中调垂取初始读数的方法来同时监控钢套管垂直度。

采用灌无忧对混凝土标高监控取值的同时，采用灌无忧对钢套管外碎石回填高度进行监测。

回填碎石料创新，本工法在钢管柱底部需要更换混凝土标号继续浇筑钢管柱的C50微膨胀混凝土，为了使钢管柱内混凝土能够顺利升高，需要对钢管柱外面的孔内回填碎石，由于钢管柱外环板尺寸达到1700，为避开内壁环板的隔阻。在万能平台平面，于2600钢套管口上对称设置两个碎石导向料斗，使碎石贴着钢套管内壁掉落。

碎石回填均匀性创新：设置6台皮带传输系统，通过同一个加料斗进料使碎石两边均匀分开，再通过皮带传递到两个倒料口，从而确保两边回填均衡。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、施工场地硬化；

S2、测放桩位中心点；

S3、全回转平台架设对中；

S4、全回转钻机下钢套管并取土；

S5、钢套管成孔垂直度检测；

S6、旋挖钻机就位对中、旋挖成孔；

S7、桩孔垂直度等检测；

S8、一次清孔；

S9、桩中心复测；

S10、钢管柱调垂平台就位；

S11、钢筋笼制作、整体吊安钢筋笼、安装灌无忧传感器；

S12、钢管柱吊装、拼接、调垂、固定；

S13、安装浇筑平台；

S14、下导管；

S15、二次清孔；

S16、下球、混凝土浇筑；

S17、监测混凝土面高度；

S18、钢管柱外围桩孔碎石回填；

S19、钢管柱内混凝土浇筑；

S20、混凝土终凝后拆除工具管；

S21、全回转拔除钢套管、空孔回填。

2.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S1中，施工前对场地的水平进行检查，将场地整平，并硬化；场地由总包单位按统一标准硬化，先行预留桩位孔洞，预留桩位井圈大于桩直径4cm，根据场地上表层土特性，场内硬化25-30cm厚混凝土，并混凝土中内配φ12@200双层双向钢筋，确保成孔机械安全工作以及保证施工钢管柱安装调整及控制装置稳定。

3.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S4中，采用全回转钻机下2600mm套管到24m，钢套管外径2600mm，内径2500mm；底节6.5m，标准节6m，共四节24.5m，套管外露0.5-0.7m；取土原则以套管最大埋深或以规范规定套管超前2m以上控制，冲抓取土，在套管压到预定深度后，立即向孔内添加即将旋挖钻孔护壁的泥浆，过程中保持钢套管垂直度，并做好纠偏预案。

4.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S5中，钢套管成孔过程中通过全站仪观察钢管垂直度；套管压至预定深度后，旋挖成孔，旋挖成孔至套管底部可检测套管成孔垂直度。

5.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S6中，钢套管放线对中，旋挖钻机定位，采用膨润土和其它添加剂来制备泥浆，泥浆的制备采用高速回转式搅拌机搅拌而成，泥浆经检测合格后方可正式使用。

6.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S8中，旋挖机成孔前进行全面检查，成孔过程中，严格按设计图纸确定的参数进行施工，成孔达到设计深度，经监理工程师验收合格后，进行第一次清孔，采用旋挖捞砂斗清孔，清孔后移除旋挖钻机。

7.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S11中，钢筋笼总长度为23m，钢筋笼按一节整体制作，直螺纹套丝全过程进行跟踪检查，由于钢筋笼直径大，为防止吊装过程中钢筋笼变形，采取钢筋三角定位形式进行加固。

8.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S12中，钢管柱进场验收，要对钢管柱的直径、壁厚、长度、梁柱节点等进行复核，核查探伤报告等质保资料；钢管柱在后场加工完成，在厂里预拼好，做好法兰对接记号，分2节运输到现场再进行孔口对接拼装；钢管柱现场拼接完成后，由测量人员检核钢管柱顺直度以及工具柱和钢管柱连接后整体顺直度，形成偏差结果，为后续钢管柱插入混凝土施工提供垂直度校正依据；成孔后开始安装钢管柱，调垂平台就位，校正钢管柱调垂平台就位中心，确保平台中心和钢管柱中心误差在3mm以内，随后调整钢管柱调垂平台4个支腿油缸调整万能平台平整度，保证四个角高差在1mm以内，再调整8个水平油缸推动万能平台平移，保证万能平台中心与钢管柱设计中心偏差差在1mm以内；安装平台安装好后，先吊装钢筋笼至孔口固定，钢筋笼整段起吊一次性吊入孔内，然后起吊钢管柱至孔口采使钢管柱和钢筋笼软连接，确保钢筋笼与钢管柱重心重合，便于钢管柱标高、柱心和垂直度调整，钢管柱起吊，钢管柱下部与钢筋笼在孔口连接，连接完后整体吊入孔内；在第一节钢管柱下放过程中，严禁碰撞，安放至调垂架平台架设，吊起第二节钢管柱，在平台处与第一节处连接，并通过测斜仪读数反映是否顺直度达到要求；在距地面近20m处附近钢管柱环板上安装4个油缸，利用钢管柱四个油缸在地面下20米处顶推200钢套管，使钢套管在X.Y轴线上微微移动,进行整个钢管柱的垂直定位、通过测垂仪的读数变化进行垂直度测量控制，最终完成钢管柱高精度定位。

9.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S13中，特制浇筑隔离平台，安装至钢管柱调垂架上端，确保浇筑过程不与已经固定的钢立柱相碰；所述S14中，导管规格型号直径300，底节为4m，标准节3m,计23节，非标准节2节，1节1m，1节、1.5m，总计75.5m长，导管将根据孔深度进行调剂导管总长，导管使用前应做闭水试验；所述S15中，二次清孔采用气举反循环清孔；所述S16中，吊装混凝土浇筑平台，安装水下混凝土导管，首灌导提离孔底30-50cm,首灌量料斗体积必须达6.5m3以上，确保初灌量后导管埋深不小于80cm；首灌量浇筑采用下球工艺；所述S17中，采用灌无忧设备。

10.根据权利要求1所述的一种钢管柱先插法施工工艺，其特征在于：所述S18中，混凝土浇筑至预定标高处更换混凝土，混凝土浇筑至预定标高后，钢套管内回填碎石5m高度后，然后边浇筑边回填，直至混凝土从钢管柱溢浆口处冒出为止；所述S20中，混凝土浇筑完成24小时后拆除调垂架、工具管。

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