支护撑栈桥下钢柱安装施工技术研究

支护撑栈桥下钢柱安装施工技术研究

周胜军 谈虎 王东方 王东燕 殷欣

中建八局第三建设有限公司 南京 210046

【摘要】随着我国城市建设的发展，大面积高层商业结构不断涌现，成为城市居民主要消费、活动区域，高层建筑地下室深基坑运用的非常广泛，深基坑往往需要使用混凝土支护撑结构来防止施工过程基坑坍塌和周边建筑物对地下室结构受力的影响。因场地面积较大，材料堆放、倒运、泵车站位等施工内容困难，在支护撑上方浇筑一段混凝土楼板，来保证运输车辆运货和钢柱卸货，但位于支护撑楼板下方的钢柱无法正常安装。

【关键词】地下钢柱 支护撑结构 深基坑 栈桥

1 工程概况

紫金城市广场项目位于南京市栖霞区马群综合换乘中心，连接南京地铁2号线、麒麟有轨电车、绕城公路、宁杭公路，处于城东重要的交通枢纽。本工程地下室三层，结构底标高-15.5m，支护撑楼板标高-1.5m，首节钢柱标高-15.50m～-10.50m，二节钢柱标高-10.50m～-2.15m，楼板下方钢柱为32根。

本工程1#楼为框架结构，周边为现有城市道路，地下室三层，主要为钢骨混凝土柱，施工过程在支护撑中间区域布置栈桥楼板，便于钢筋材料、泵车站位，栈桥楼板下方布置钢骨柱。该结构体系构造见下图1所示。常规方法是在楼板上开具满足钢柱宽度的洞口，利用塔吊将钢柱从上通过洞口下落至安装位置，开具洞口将导致楼板上方车辆行走困难，楼板承重受力隐患增大，通过加强楼板强度会导致造价的增加。

图1 支护撑结构下方钢柱结构示意图

2 施工工艺原理

在浇筑支护撑栈桥楼板之前，在安装钢柱正上方提前预留200mm洞口，用于后期钢丝绳穿孔吊装。跟随土建进度完成地脚螺栓的定位安装，待基础底板强度满足要求后，利用塔吊将构件卸货至万向轮运输小车上（其中小车顶板上方布置交叉竖向钢板，保证钢柱栓钉穿过），通过牵引

作者简介：周胜军（1991-），男，本科，工程师。

通讯地址：江苏省南京市栖霞区仙林文澜路6号

手拉葫芦或人工将钢柱推送至钢柱待安装位置，钢柱的吊装点应与洞口竖向方向一致，从洞口向下穿吊装钢丝绳（钢丝绳外侧使用橡胶套保护，防止与混凝土摩擦损坏），在钢柱起升过程中，柱脚底部布置“平板小坦克”防止柱脚对混凝土破坏，减少起升过程中的对地面的摩擦力，待钢柱起吊后安装至地脚螺栓上，完成校正即可。

图2 支护撑结构下方钢柱吊装原理示意图

3 施工工艺方法

3.1 施工工艺流程

图3 施工工艺流程图

3.2 支护撑结构及楼板施工

根据内支撑结构图，进行基槽弹线、模板支设，对其尺寸、平整度、垂直度、支撑系统等全面检查，严格按照配筋图下料，钢筋接头在同断面不应超过钢筋总数50%，钢筋锚固长度、箍筋间距等均应符合设计及规范要求。铺设支护撑楼板钢筋，在钢柱正上方使用套管预留200mm洞口。

支撑系统应连续浇筑，不得留施工缝，如有间歇要在砼初凝前接缝，一般不超过2小时，否则按照接缝处理。各构件标高应准确符合设计要求，以保证水平方向的平整度。

图4 支护撑结构及楼板与结构平面布置图

图5 支护撑结构及钢柱位置图

3.3 混凝土基础及地脚螺栓施工

在土建筏板底层钢筋绑扎完毕之后即进行地脚螺栓安装，同时拟采用2道定位环板对地脚螺栓定位安装。施工前根据定位环板的十字定位轴线确定4个测量控制基准点,并计算出各控制基准点相对坐标值，作为定位环板测量就位的参数，角度值要求精确至秒，距离值精确至毫米。同时，为确保测量精度，相关数据必须经测量工程师审核后方可提供给外业施工。将锚筋与土建钢筋接触处点焊，避免浇筑混凝土时产生偏位。螺栓顶部全部调整到设计标高后，在螺栓螺纹部分涂上黄油，包上油纸，并加套管保护。

图6 地脚螺栓安装图

3.4 构件牵引倒运

制作倒运万向轮小车，在钢板下方焊接固定四个具有一定称重能力的万向轮，在钢板上方焊接横向、纵向竖板，以满足栓钉的搁置，从而保证钢柱搁置的稳定性。使用塔吊将钢柱放置于前后两个万向轮小车上，通过人工牵引或电动手拉葫芦将构件牵引到位，钢柱吊点位置位于洞口正下方。

图7 构件倒运示意图

图8 万向轮运输小车装置示意图

3.5 钢丝绳穿孔吊装

为保证钢丝绳吊装满足要求，在塔吊吊钩与构件吊装钢丝绳之间连接单根吊装钢丝绳，此钢丝绳长度需满足钢柱起吊过程中的行程，此钢丝绳下方通过卡扣与吊装钢丝绳连接。穿洞口的钢丝绳外边包裹一层橡胶保护套，上下两端采用钢丝紧固，防止在吊装过程保护套变形和移动位置。

图9 钢丝绳穿孔吊装示意图

图10 钢丝绳保护套示意图

3.6 钢柱正式起吊

钢柱吊点的设置设置在钢柱的顶部，为了保证吊装平衡，在吊钩下挂设4根钢丝绳进行吊运，为防止钢柱起吊时在地面拖拉造成地面和钢柱损伤，钢柱柱脚下方布置移动“平板小坦克”方便钢柱在起吊过程中，柱脚的前进移动，减少与地面的摩擦力。

图11 钢柱吊装

图12 柱脚保护平板小坦克示意图

3.7 钢柱校正

1、钢柱校正时，首先通过水准仪将标高点引测至柱身，将钢柱标高调校到规范范围后，再进行钢柱垂直度校正，钢柱校正后，经复核正确无误才能交下道工序施工。钢柱校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要符合设计及规范要求。每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线向上引，不得引用下节钢柱的轴线。钢柱标高可按相对标高进行控制，标高控制需从同一控制网引测，避免累计误差。

2、地下首节钢柱定位后应及时将垫板、螺帽与钢柱底板点焊牢固。

图13 钢柱校正

图14 钢柱与地脚螺栓安装

4 结语

紫金城市广场项目地下室钢柱在施工过程中，综合考虑了安装工期、现场条件等工期因素，结合支护撑及楼板、钢柱的特征、外形尺寸、施工成本、安全质量管理等各方面因素，采用了“构件牵引倒运+钢丝绳穿孔吊装+柱脚吊装保护”施工方法，保证了施工过程的质量、进度及安全。极大地提高了现场材料及工机具的重复利用率，减少了材料的浪费，缩短了现场施工工期，降低了施工难度，减少了劳动投入，保证了地下室节点工期的顺利完成，安全生产无事故，取得了较好的经济和社会效益。

图15 钢柱安装完成

参考文献

[1]《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018），中国计划出版社，2018

[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），中国建筑工业出版社，2012

[3]《钢结构设计标准》（GB50017-2017），中国建筑工业出版社，2017

[4]《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012），中国建筑工业出版社，2012

[5]《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020），中国计划出版社，2020

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