型钢柱施工方案

目录

第一章编制依据 (4)

一、编制依据 (4)

二、工程概况 (4)

1、Z1线设计概况 (4)

2、5号线设计概况 (4)

3、地下空间设计概况 (4)

4、型钢柱设计概况 (5)

三、工程重难点分析 (6)

1、桩基础孔径大、深度深，保证成孔质量是本工程的重点 (6)

2、做好型钢柱加工质量，确保定位垂直度是本工程施工管理和技术控制的重点 (7)

3、保证混凝土灌注质量的同时确保型钢柱的稳定性和垂直度是本工程的难点 (8)

第二章施工准备及资源筹备 (9)

一、施工准备 (9)

1、技术准备工作 (9)

2、施工设备、材料准备 (9)

3、现场准备 (10)

4、型钢柱的外加工 (11)

二、资源配置 (11)

1、施工机具计划配置 (11)

2、劳动力配置 (11)

第三章施工组织及工艺 (13)

一、总体施工组织 (13)

1、施工方案 (13)

2、施工组织及施工分区安排 (13)

3、工期安排 (14)

二、施工方法及技术措施 (14)

1、钻孔灌注桩施工方案 (14)

2、钻孔灌注桩施工工艺 (14)

3、钢筋笼加工及安装 (18)

4、水下混凝土灌注 (20)

5、质量保证措施 (22)

6、桩基检测 (23)

三、型钢柱施工工艺 (23)

1、型钢柱加工 (23)

2、型钢柱的运输及安装 (24)

3、型钢柱精确定位及纠偏 (24)

4、混凝土灌注 (26)

第四章质量保证措施 (28)

一、测量定位 (28)

二、成孔技术措施 (28)

1、保证桩位符合设计规范的技术措施 (28)

2、保证钻孔垂直度的技术措施 (28)

3、保证孔深的技术措施 (28)

4、孔底沉渣厚度控制措施 (28)

5、质量标准及检测方法 (29)

三、钢筋笼制作及安装技术措施 (29)

1、材料供应的质量控制 (29)

2、钢筋笼成型技术措施 (29)

3、钢筋笼埋设技术措施 (29)

4、钢筋笼质量检验标准 (30)

四、钢格构制作拼接与安装主要工序质量保证措施 (30)

1、型钢柱的加工 (30)

2、钢立柱的安装 (30)

3、钢立柱的纠偏 (31)

五、混凝土灌注技术措施 (31)

1、下导管技术措施 (31)

2、混凝土灌注成桩技术措施 (31)

3、试块制作及养护技术措施 (32)

第五章施工安全保证措施 (33)

一、安全责任制度 (33)

二、安全教育制度 (34)

三、安全设施验收挂牌制度 (35)

四、安全检查制度 (35)

五、安全技术措施 (35)

第一章编制依据

一、编制依据

1、施工设计图纸

2、国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50204-2002

3、国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4、国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

5、国家标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002

6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

7、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

8、《钻孔灌注桩施工规程》DGTJ08-202-2007

二、工程概况

本工程包含Z1线文化中心站、5号线文化中心站及西端区间、地下空间工程。

1、Z1线设计概况

Z1线文化中心站主体为地下三层三跨现浇钢筋混凝土框架结构，基坑宽度25.7m，深度约26.3m，采用盖挖顺作法施工。本站结构采用一桩一柱，底板以下支承桩采用φ2200钻孔灌注桩，设计桩长35m，共70根，底板以上安装十字形工字钢格构柱，对盖挖法结构顶板起支撑作用。后期施作800×1200结构柱。

2、5号线设计概况

5线文化中心站及西端区间工程，主体为地下两层三跨现浇钢筋混凝土框架结构，基坑宽度22.7m，深度约17.7m，采用盖挖顺作法施工。本站结构采用一桩一柱，底部以下支承桩采用φ2200钻孔灌注桩，设计桩长25m，共81根，底板以上安装十字形工字钢格构柱，对盖挖法结构顶板起支撑作用。后期施作800×1200结构柱。

3、地下空间设计概况

地下空间工程（能源中心和设备用房）范围为5号线以南、Z1线以东、越秀路以西范围。建筑面积约7455m2。主体为地下一层现浇钢筋混凝土框架结构，采用盖挖法施工。其中北侧局部区域开挖深度7.8m，其余开挖深度10.8m。

基坑内设计有102根φ800抗拨桩，设计深度25m。116根φ1600立柱桩，设计深度33m。

4、型钢柱设计概况

4.1 十字型钢柱

5号线及Z1线上部立柱为型钢柱，与结构板钢筋采用钢套筒（采用Q345B的低合金高强度结构钢）连接，型钢柱锚入桩基础2.0m，端部设700×450×50mm端板，（柱翼缘与底板间宜采用完全熔透的坡口对接焊缝连接，柱腹板及加劲板与底板间采用双面角焊缝连接。）并设4个M20的锚栓以加强端部的锚固力，柱四周设8cm长的栓钉，型钢柱柱脚大样见图1所示。

图1 型钢柱柱脚大样图

钢柱设计为工字钢十字型焊接型式，断面尺寸为：300×300×60×50mm采用Q235B 钢板焊接。

为加强型钢柱的刚度，型钢柱沿柱全高每隔1m设35mm厚的柱加劲板，如图2所示。十字形型钢柱的腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋

与腹板连接采用角焊缝，型钢柱的焊接应达到一级焊缝。

图2 型钢柱加劲板型式与焊接图

4.2 H型钢柱

地下空间结构上部立柱为型钢柱，与结构板钢筋采用钢套筒（采用Q345B的低合金高强度结构钢）连接，型钢柱锚入桩基础3m，与灌注桩主筋焊接牢固。

钢柱设计为H型焊接型式，采用Q235 B40mm的钢板焊接，断面尺寸见图3所示。

图3 H型钢柱型式与焊接图

三、工程重难点分析

1、桩基础孔径大、深度深，保证成孔质量是本工程的重点

本工程设计有151根桩，桩径为2200mm，最大深度达61.3m，桩深穿越粉土、粉砂层，并穿透两个承压水层，成孔过程易发生孔壁坍塌，施工难度大。空槽部分采用

碎石和砂（7：3）回填，不采取措施极易发生坍塌，影响成桩质量。因此，如何保证成孔质量是施工需重点考虑的。

应对措施：

①从思想上认识大直径、超深钻孔灌注桩防塌的重要性，做好方案策划和施工准备，并做好管理人员和操作人员的技术交底，确保各项措施落到实处。

②选择机械稳定性好、扭矩大、能保证成孔质量的钻孔机械；根据以往施工经验，本工程采用BG25C钻机，该机性能好、扭矩大，最深能钻80m，能够满足本工程要求。

③钻机就位前,仔细对桩位进行复测、校核，确保定位准确。为保证钻机稳固,防止在钻进中钻机倾斜,钻机底座应固定平稳,确保钻机钻进过程安全平稳。

④在钻孔时根据地层资料配备性能良好的泥浆，制浆中适当掺加部分优质膨润土或纯碱，钻进过程中实验工程师专项跟踪，随时检测比重、粘度、含沙率，及时调整各项参数，以充分保证孔壁的稳定性。

⑤做好钻进速度的控制，钻进中认真细致观察地层变化,根据不同地层变化适当用不同转速，防止糊钻、卡钻。粉质粘土中钻进易塌孔，采取轻压、慢进、小泵量、并适当加大泥浆比重，确保孔壁稳定。

⑥距连续墙较近的桩施工前应对空腔段进行加固处理，碎石填充段采用注浆加固，粘土填筑段采用旋喷加固，以确保靠连续墙较近桩的成孔及成桩质量。

2、做好型钢柱加工质量，确保定位垂直度是本工程施工管理和技术控制的重点

本工程Z1、5号线采用盖挖顺作，基坑施工期间顶板填土厚度达2m,型钢柱悬空段约25.1m，型钢柱承受荷载较大，同时型钢柱垂直度1/500，所有焊接要求一级焊缝。因此，做好型钢柱加工质量，确保定位垂直度是施工控制的重点。

应对措施：

①选择有型钢桩加工资质并有丰富制作经验的厂家进行型钢柱的加工制作，确保制作加工质量；焊缝在焊后24小时经超声波探伤仪100％检测，检测委托有资质的独立的第三方检测单位进行，检测人员按相应资质要求持证上岗，检测不合格的严格按相应规范及技术文件要求作返修处理至合格为止。

②由于型钢构件整体制作，四周的栓钉、接驳器及缀板等一起加工好，需在现场搭设型钢临时存放台模，保证型钢柱的顺直精度。

③设计专用工具节和固定夹来保证型钢的定位及垂直度精度。

④设计专用“光电型”型钢测斜纠偏装置，保证型钢在安装时垂直度控制要求，同时在混凝土灌注时可以随时监测到型钢的变形情况，可以随时对型钢进行调节。确保型钢柱的安装垂直度。

3、保证混凝土灌注质量的同时确保型钢柱的稳定性和垂直度是本工程的难点

应对措施：

确保混凝土灌注质量措施：

设计制作专用混凝土灌注料斗、采用全新双导管，提前策划安排好混凝土的正常供给，确保现场技术及劳动力保障，保证导管的垂直度，垂直升降导管，避免与钢筋笼挂碰，造成堵管，从而确保灌注混凝土的质量。

确保型钢柱的稳定型与垂直度措施：

⑴垂直提升导管时，控制好提升速度与方位，避免碰撞型钢柱、定位及加固装置。

⑵灌注混凝土时确保对称、匀速，严格控制浇注速度。

⑶严格把关缓凝混凝土的各项参数，尤其是确保缓凝时间不小于12小时。

⑶动态监控型钢柱的垂直度，浇混凝土后如有变化及时进行动态调整。

第二章施工准备及资源筹备

一、施工准备

1、技术准备工作

⑴熟悉了解和审查施工图纸及其设计文件，在此基础上搞好施工图设计交底。了解和审查图纸要弄清设计意图和设计要求。为便于贯彻实施，审查时还应对图纸是否存在错误、不明确或疑点进行检查，归纳后通过设计交底会议向设计单位提出，以求得更正、明确和意见统一。

⑵对图纸检查的重点：检查图纸是否完整有效；技术参数、结构尺寸、标高数据图面反映是否清晰或有遗漏；图与图之间是否存在矛盾；图纸要求的做法在实际施工操作中是否可行；建筑框线现场实际施放及其与建筑红线关系是否和总平面图一致。

⑶做好施工组织设计交底。由项目工程师向参与施工及管理的项目管理人员、技术人员和机组班长进行交底。交底后将项目工程师签署的技术交底文件交技术组、施工员、质量员和各机组班长留存，作为指导施工的技术依据。同时，施工员应在施工前按工序和操作要点向各机组成员再进行技术交底。

2、施工设备、材料准备

⑴根据工程需要，提前做好施工用机械设备的计划报批和调拨工作，于开工前五日安排和组织调运进场，并责成专人于规定的开工日前，负责落实好设备的维修保养和安装调试试运转工作。

机械设备配置和控制的重点是：设备选型合理，配套完善，机械性能状态经现场试运转验收，证明能满足连续施工的需要。

⑵对用于实施监视和测量所需的器具（水准仪、经纬仪和50m钢卷尺）的符合性进行开工前的检查验收。

测量仪器控制的重点是：自检无明显度量矢离和几何尺寸走样。具备证明自身精度合格的《检定证书》或《校准报告》，且在有效期内。

⑶匡算包括损耗在内的各种材料计划总用量和分批进货量，由设备物资部办理材料订购审批手续和组织采购。材料进场后，由质量员会同材料员及当班负责人对材料进行现场验收，并将验收结果记入当天的《施工日记》，进行备案。进场材料严格把好质量、数量关，并按指定地点堆（码）放好。

材料采购控制的重点：为避免不合格材料经非正规渠道流入施工现场，材料必须从

合格供应商处购买。同时，材料必须有质量证明文件。

3、现场准备

⑴根据工期要求，选择3台BG25C钻孔桩机进行施工。

⑵根据建筑总平面图测量角桩，将施工高程引入施工区并作好标记。认真做好施工现场测量基准点的核验工作。为保证施工精度和自检方便，施工现场应建立施工方格控制网，所选择的纵、横主控制轴线必须引至施工区以外予以埋设固定。待方格控制网建立完成，根据控制网再定出其他轴线，然后按设计围护平面布置图定出桩位点及轴线。

⑶测量放样控制的重点：做好施工方格控制网的闭合检查，闭合误差须符合测量规范要求。为防止定位出错，所定拐点位置之间尺寸必须由二人以上校验核对，并签字确认。定位数据计算稿应由技术负责复核无误后方可放样，并报请监理验收合格后方可施工。

⑷测量放线点采用Φ8钢筋或涂红色油漆作为醒目标记，经监理复核后才能施工。放样允许偏差20mm，施工前，再次测量拐点之间的相对位置关系，校正无误后施工。

⑸施工用水水源的接头应有足够的接口，以保证正常施工用水。

⑹现场布置：型钢拼接台模、泥浆循环系统、钢筋焊接棚、泥浆工厂的搭设等临时设施，现场道路设置应该尽量避开桩位，同时施工临时设施应该满足工程总体施工的平面布置要求，严禁乱搭乱建。

施工便道

21

施工总体平面图

⑺ 泥浆池为钢结构，外部用［5槽钢作为骨架，内部用5mm 厚的钢板，顶部焊接吊环。桩基比较分散，采用钢板制作的泥浆箱可以在场地内用吊车搬运，还可满足文明施工要求。

4、型钢柱的外加工

型钢柱是永久结构件，在本工程中柱的质量关系到施工质量和长期使用的可靠度，该型钢的加工采用工厂加工，同时加工该构件的企业，必须是具有重钢加工资质的企业。加工的标准及验收按设计说明要求执行，在确定构件加工厂之前必须通过现场考察。

二、资源配置

1、施工机具计划配置

机械设备配备遵循原则：以能力配套、高效适用、满足需要为标准，绩效优先为目的，规避能力不衡进行设备配置，在满足使用前提下，尽量减少规格种类，以便于共同备用和必要时抽调。一柱一桩的施工分项主要由钻孔桩和型钢柱组成，其主要的施工机械为钻孔灌注桩成桩机械、成型钢筋机械、型钢安装机械、孔底后注浆机械的组成。拟投入的主要机械设备见下表1所示。

表1 主要施工机械设备及主要测仪表配备计划

根据本标段的工程数量、工期要求及进度计划安排，并结合我单位机械设备配备情况、施工经验、技术水平及劳动力工效水平，按照一桩一桩施工工艺要求，劳动力主要配置了几下几个班组：成孔班组、钢筋班组、型钢班组、吊装班组、混凝土班组、测量班组、泥浆班组、现场保洁班组。其中吊装班组中包含型钢纠偏施工。

表2 劳动力计划配置表

第三章施工组织及工艺

一、总体施工组织

1、施工方案

根据桩位的分布情况和施工场地条件，本项目总体施工方案流程如下：

施工准备（含施工平台制作、型钢柱加工、砼配制）→桩位测量放线→钻机就位及校正→GPS-20钻进成孔钻进→优质泥浆护壁→固定架安装施工→100T与50T吊车配合吊放钢筋笼→吊放钢构柱及初次定位→双导管安装→清孔→型钢柱校直→灌注水下混凝土→型钢柱再次校核→等强及空孔回填细砂与密实→工具节及固定架拆除。

另根据型钢柱设计特点，本工程施工平台和型钢柱采用工厂制作、汽车运输到工地现场对接组装；桩基础采用回旋钻机成孔、泥浆护壁、导管法灌注水下混凝土成桩；钢筋笼采用现场加工分节制作、分节吊装、接驳器连接；型钢柱采取整体制作、整体吊装、工作台较直。

2、施工组织及施工分区安排

为便于组织施工，根据桩位布置特点、深度、现场情况及工期要求，按分区、平行作业方式组织施工。本工程拟划分3个施工区组织施工，施工区的划分遵循桩深相同、桩数相近的划分在一个区，主施工区兼顾附属结构区，即：以Z1线为一个区、5号线为一个区、地下空间为一个区。具体情况见图4。

图4 格构柱施工分区示意图

3、工期安排

Z1线钻孔灌注桩基、格构柱施工时间66天，即2009年10月27日至2009年12月31日。

5号线钻孔灌注桩基格构柱施工时间66天，即2009年10月27日至2009年12月31日。

地下空间抗拔桩、格构柱施工时间66天，即2009年10月27日至2009年12月31日。

钻孔灌注桩施工进度指标如下表3。

表3 主要项目施工进度指标

表4 格构柱施工计划表

1、钻孔灌注桩施工方案

钻孔灌注桩施工采用旋挖钻机成孔，分为四序：成孔、泥浆护壁、钢筋笼在加工平台整体预制、吊机吊放，商品混凝土导管法水下灌注一次成型。

2、钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工艺如图5所示。