本發(fā)明屬于工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種樁柱一體化施工方法。

背景技術(shù)：

近幾年來隨著城市市政設(shè)施的完善、生活品質(zhì)的提高以及對周圍環(huán)境的改善，城市中心區(qū)域新建地鐵車站已基本沒有明、蓋挖施工的條件，新建地鐵車站多采用洞樁法（簡稱“pba”）暗挖修建而成。目前，洞樁法修建的暗挖車站多為單跨雙層、雙跨雙層、三跨雙層車站，對于三跨三層以及四跨雙層等多層多跨暗挖車站施工順序、暗挖車站鋼管柱差異沉降情況及其對結(jié)構(gòu)的影響等研究較少，需要進行系統(tǒng)的研究。

目前常用的暗挖車站鋼管柱安裝多采用樁頂安裝定位器的方法。在蓋挖法施工中鋼管柱在地面完成安裝，作業(yè)空間大，現(xiàn)已有專用抱管機進行鋼管柱定位，樁柱一體澆筑技術(shù)。但此方法是澆筑混凝土完成后，依靠設(shè)備外力強行插入鋼管柱，對鋼管柱底端要求進行封端，且對已澆筑混凝土緩凝時間要求較高；另對鋼管柱柱芯混凝土需另行用時施工。

因此需結(jié)合工程實際情況、研究了鋼管柱新型安裝定位方法，節(jié)約鋼管柱安裝時間、提高施工效率，尤其在洞內(nèi)（有限空間內(nèi)）。

現(xiàn)有技術(shù)中，在樁頂安裝定位器領(lǐng)域，人工下孔安裝鋼管柱，有限空間作業(yè)，安全性差。超灌混凝土高度不易控制，鑿除超灌混凝土?xí)r間較長。定位器安裝質(zhì)量驗證困難。工序繁瑣，施工效率低。在hpe液壓垂直插入技術(shù)領(lǐng)域，hpe液壓垂直插入機設(shè)備過于龐大，只能在地表上進行施工，無法在狹小空間（如導(dǎo)洞）內(nèi)使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種樁柱一體化施工方法，所述施工方法在套管調(diào)垂機的鋼管柱頂部放置高精度傾角傳感器進行標(biāo)定和控制，通過套管調(diào)垂機通過液壓抱箍對鋼管柱進行固定，以調(diào)垂機液壓支腿進行調(diào)節(jié)，觀察傳感器數(shù)值來確定設(shè)備水平，并且采用調(diào)垂機完成鋼筋籠安置、鋼管柱安置、柱下樁身混凝土水下混凝土灌注及鋼管柱柱芯混凝土澆筑一體化施工，取消抽排樁孔泥漿、剔鑿樁頭混凝土、安裝定位器、安裝鋼管柱、多次澆筑混凝土多道工序，以保證鋼管柱垂直實現(xiàn)機械快速樁柱一體化施工。

進一步地，所述施工方法包括以下步驟：

s1：調(diào)垂機精確定位就位；

s2：放置鋼筋籠；

s3：安裝第二~五節(jié)及工具節(jié)鋼管柱；

s4：放置高精度傾角傳感器進行一鍵調(diào)平，放置灌注導(dǎo)管；

s5：灌注水下樁基c30混凝土至底板底；

s6：中樁與鋼管柱間四周灌砂平衡；

s7：灌注柱芯c50微膨脹混凝土至第二節(jié)鋼管柱頂部；

s8：拆除工具節(jié)鋼管柱后安裝設(shè)計第一節(jié)鋼管柱；

s9：安裝柱頂鋼筋籠；

s10：灌注剩余柱芯c50微膨脹混凝土；

進一步地，所述s1包括：

s11：鉆機機在井上分拆，所述鉆機機的機載吊臂為3t，中間抱箍部分為7t；底盤為2t，再由豎井龍門吊吊運至井下；

s12：采用“十字絲”對調(diào)垂機平面進行精確定位；

s13：利用導(dǎo)洞側(cè)墻上設(shè)置的標(biāo)高水準(zhǔn)點，對調(diào)垂機抱箍平臺標(biāo)高進行控制；

s14：全部就位后采用絲杠支頂在導(dǎo)洞側(cè)墻上；

進一步地，所述s2具體為采用調(diào)垂機的吊裝系統(tǒng)對鋼筋籠進行吊裝，鋼筋籠因受導(dǎo)洞凈空高度的限制，分節(jié)長度為2~2.5m，連接方式采用直螺紋接頭進行施工；

進一步地，所述s3包括：

s31：鋼管運輸至孔口處，利用調(diào)垂機機載吊機進行鋼管柱吊裝，緩慢豎直向上提升鋼管，離開運輸車；然后把運輸車拖走，離開鋼管所在位置；

s32：緩慢收緊，頂升調(diào)垂機機載吊機的液壓桿，同時緩慢松開吊機的主鉤，維持鋼管始終處于穩(wěn)定，且離開地面10cm；

s33：進行至鋼管豎直的位置，檢查確保鋼管穩(wěn)定，摘除吊機機架的環(huán)鏈葫蘆掛鉤，逐漸下放調(diào)垂機高度，慢慢下吊鋼管；待鋼管上端法蘭接近井口標(biāo)高，預(yù)留距離；安裝井口的卡口鋼板，將鋼管固定在卡口鋼板上面，檢查并確?？煽?、穩(wěn)定，摘掉掛鉤；

s34：以s31-s33的方式吊裝下一節(jié)，然后安裝鋼管柱連接法蘭的高強螺栓；依次逐節(jié)安裝剩余節(jié)段，最后采用調(diào)垂機將整根鋼管柱固定在孔口，保持調(diào)垂機操作平臺穩(wěn)固；

進一步地，所述s4包括：

s41：采用調(diào)垂機的抱箍將鋼管柱抱緊后，測量組對鋼管柱的定位及標(biāo)高進行復(fù)測，確保鋼管柱頂節(jié)的準(zhǔn)確度；

s42：在鋼管柱頂部放置高精度傾角傳感器，用于實時監(jiān)測鋼管柱的垂直度；

s43：通過調(diào)垂機與高精度傳感器的數(shù)顯裝置觀察鋼管柱的垂直度實際情況，采用一鍵調(diào)平功能對調(diào)垂機的液壓支腿進行調(diào)節(jié)，從而將調(diào)垂機設(shè)備進行調(diào)平，使得鋼管柱垂直度符合設(shè)計要求；

s44：樁身混凝土采用灌注導(dǎo)管進行水下灌注，所述灌注導(dǎo)管為直徑219mm鋼管，底節(jié)導(dǎo)管長3m，且底部不設(shè)法蘭，其余導(dǎo)管為（2.5m~1m）/節(jié)；

進一步地，所述s5中設(shè)置c30樁基混凝土柱外位置為底縱梁底，將c30混凝土超灌1m，采用測繩加強對混凝土高度的測量，所述s6中采用在鋼管柱與孔間灌砂對c30混凝土進行反壓，加強柱芯內(nèi)混凝土的高度測量，保證柱芯混凝土液面高度不得升高；

進一步地，所述s7具體具體為將導(dǎo)管拔到鋼管柱底部，開始進行c50微膨脹混凝土的灌注，同時監(jiān)測柱內(nèi)、柱外的混凝土液面高度；若發(fā)現(xiàn)柱外混凝土液面升高，暫停灌注混凝土，繼續(xù)在柱外進行灌砂，保持外部的混凝土液面，在鋼管柱工具節(jié)底部設(shè)置直徑15cm的圓孔，柱芯混凝土超灌0.5-1m，將c30混凝土及浮漿從方孔溢出；

進一步地，所述s8具體為待混凝土強度達到要求后，繼續(xù)灌砂將四周填滿，松開抱箍撤離調(diào)垂機，同時在孔口設(shè)置固定裝置；對混凝土進行鑿毛，安裝設(shè)計第一節(jié)鋼管柱；

進一步地，所述s9具體為安裝鋼管柱頂部2m長鋼筋籠，鋼筋籠伸入鋼管柱1m，在柱頂采用鋼筋進行固定；

進一步地，所述s10具體為將剩余的柱芯c50微膨脹混凝土進行灌注，澆灌混凝土前先澆灌一層厚度為10~20cm的水泥砂漿，防止自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳；

本發(fā)明的有益效果如下：

1）取消人工下孔安裝鋼管柱，提高施工安全性；

2）取消鋼護筒，降低施工造價；

3）提高施工工效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述施工方法中調(diào)垂機結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明所述施工方法中調(diào)垂機側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明所述施工方法中調(diào)垂機俯視圖；

圖4為本發(fā)明所述施工方法中s31示意圖；

圖5為本發(fā)明所述施工方法中s32示意圖；

圖6為本發(fā)明所述施工方法中s33示意圖；

圖7為本發(fā)明所述施工方法中液壓支腿結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。下面為本發(fā)明的舉出最佳實施例：

如圖1-圖7所示，本發(fā)明提供一種樁柱一體化施工方法，所述施工方法在狹小空間內(nèi)通過機械快速樁柱一體化施工，從而提高施工安全性。

本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案如下：

一、多功能套管調(diào)垂機精確定位就位

（1）調(diào)垂機工藝原理及功能參數(shù)

為保證在導(dǎo)洞有限空間內(nèi)安全、高效的進行鋼管柱安裝，按照導(dǎo)洞尺寸要求設(shè)計一種多功能套管調(diào)垂機。其工藝原理：

①多節(jié)鋼管柱安裝為一整節(jié)后為一剛性體，加工精度要求高；

②在鋼管柱頂部放置高精度傾角傳感器進行標(biāo)定和控制；

③調(diào)垂機通過液壓抱箍對鋼管柱進行固定；

④通過調(diào)垂機液壓支腿進行調(diào)節(jié)，觀察傳感器數(shù)值來確定設(shè)備水平，從而來保證鋼管柱垂直。調(diào)垂機如圖1-圖3所示，其技術(shù)參數(shù)如下：

型號：tc-900

鉆機尺寸：

行進：6500×2700×2600

工作：5400×2700×4800

鉆機重量（kg）：12000

吊裝能力：

主鉤：14t

副鉤：3t

（2）調(diào)垂機分體吊裝

由于常規(guī)豎井的龍門吊吊裝能力為10t，調(diào)垂機總重12t，且尺寸較大；因此鉆機機組必須在井上分拆（機載吊臂3t；中間抱箍部分7t；底盤2t），再由豎井龍門吊吊運至井下。

（3）調(diào)垂機精確就位

采用“十字絲”對調(diào)垂機平面進行精確定位；同時利用導(dǎo)洞側(cè)墻上設(shè)置的標(biāo)高水準(zhǔn)點，對調(diào)垂機抱箍平臺標(biāo)高進行控制；全部就位后采用絲杠支頂在導(dǎo)洞側(cè)墻上。

二、放置鋼筋籠

采用調(diào)垂機的吊裝系統(tǒng)對鋼筋籠進行吊裝，鋼筋籠因受導(dǎo)洞凈空高度的限制，分節(jié)長度在2~2.5m長，連接方式采用直螺紋接頭進行施工。

三、安裝第二~五節(jié)及工具節(jié)鋼管柱

（1）鋼管柱在廠家加工，經(jīng)驗收試拼及探傷合格后運往現(xiàn)場。在運輸過程中要加強成品保護工作，鋼管柱底部按規(guī)定的間距、高度進行墊離，防止軸向變形。鋼管運輸至孔口處，利用調(diào)垂機機載吊機進行鋼管柱吊裝，緩慢豎直向上提升鋼管，離開運輸車；然后把運輸車拖走，離開鋼管所在位置，如圖4所示。

（2）緩慢收緊，頂升調(diào)垂機機載吊機的液壓桿，同時緩慢松開吊機的主鉤。該過程務(wù)必緩慢進行，提升機構(gòu)協(xié)同工作，確保鋼管始終處于穩(wěn)定，且離開地面10cm左右，如圖5所示。

（3）進行至鋼管豎直的位置，檢查確保鋼管穩(wěn)定，摘除吊機機架的環(huán)鏈葫蘆掛鉤，逐漸下放調(diào)垂機高度，慢慢下吊鋼管；待鋼管上端法蘭接近井口標(biāo)高，留夠適當(dāng)距離；安裝井口的卡口鋼板，將鋼管固定在卡口鋼板上面，檢查并確?？煽俊⒎€(wěn)定，摘掉掛鉤，如圖6所示。

（4）以同樣的方式吊裝下一節(jié)，然后安裝鋼管柱連接法蘭的高強螺栓。依次類推逐節(jié)安裝其它節(jié)段，最后采用調(diào)垂機將整根鋼管柱固定在孔口。施工期間必須確保調(diào)垂機操作平臺穩(wěn)固可靠。

四、放置高精度傾角傳感器進行一鍵調(diào)平五并放置灌注導(dǎo)管

（1）采用調(diào)垂機的抱箍將鋼管柱抱緊后，測量組對鋼管柱的定位及標(biāo)高進行復(fù)測，確保鋼管柱頂節(jié)的準(zhǔn)確度。

（2）在鋼管柱頂部放置高精度傾角傳感器，用于實時監(jiān)測鋼管柱的垂直度。所述傳感器參數(shù)如下：

傳感器型號：sda8200k01001000；

測量角度范圍：0-120°；

分辨率：0.001°；

綜合精度：0.1%；

工作溫度范圍：-40-100℃；

防護等級：ip67。

（3）通過調(diào)垂機與高精度傳感器的數(shù)顯裝置觀察鋼管柱的垂直度實際情況，采用一鍵調(diào)平功能對調(diào)垂機的液壓支腿進行調(diào)節(jié)，從而將調(diào)垂機設(shè)備進行調(diào)平，使得鋼管柱垂直度符合設(shè)計要求，其中液壓支腿如圖7所示。

（4）樁身混凝土采用導(dǎo)管法進行水下灌注，灌注導(dǎo)管的選用與配置如下：采用直徑219mm鋼管。管節(jié)連接應(yīng)嚴(yán)密、牢固，使用前應(yīng)試拼、編號，并進行隔水栓通過試驗，保證導(dǎo)管不漏水。底節(jié)導(dǎo)管長3m，且底部不設(shè)法蘭，以防止?fàn)繏熹摻罨\；其余導(dǎo)管為（2.5m~1m）/節(jié)。

五、灌注水下樁基c30混凝土至底板底

設(shè)計c30樁基混凝土柱外位置為底縱梁底，為保證樁基混凝土質(zhì)量，將c30混凝土超灌約1m。采用測繩加強對混凝土高度的測量。

六、中樁與鋼管柱間四周灌砂

采用在鋼管柱與孔間灌砂對c30混凝土進行反壓，加強柱芯內(nèi)混凝土的高度測量，保證柱芯混凝土液面高度不得升高。

七、灌注柱芯c50微膨脹混凝土至第二節(jié)鋼管柱頂部

將導(dǎo)管拔到鋼管柱底部，開始進行c50微膨脹混凝土的灌注，同時監(jiān)測柱內(nèi)、柱外的混凝土液面高度；若發(fā)現(xiàn)柱外混凝土液面升高，暫停灌注混凝土，繼續(xù)在柱外進行灌砂，保持外部的混凝土液面。

在第二節(jié)鋼管柱頂部設(shè)置15cm×15cm的方孔，柱芯混凝土超灌2m3，將c30混凝土及浮漿從方孔溢出。

八、拆除工具節(jié)鋼管柱后安裝設(shè)計第一節(jié)鋼管柱

待混凝土強度達到要求后，繼續(xù)灌砂將四周填滿，松開抱箍撤離調(diào)垂機，同時在孔口設(shè)置固定裝置；對混凝土進行鑿毛，安裝設(shè)計第一節(jié)鋼管柱。

九、安裝柱頂鋼筋籠

安裝鋼管柱頂部2m長鋼筋籠，鋼筋籠伸入鋼管柱1m，在柱頂采用鋼筋進行固定。

十、灌注剩余柱芯c50微膨脹混凝土

將剩余的柱芯c50微膨脹混凝土進行灌注，澆灌混凝土前應(yīng)先澆灌一層厚度為10~20cm、與混凝土等級相同的水泥砂漿，以免自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。