钢构柱及立柱桩基础施工

7.2.3 钢构柱及立柱桩基础施工

（一）、施工工艺

钢构柱主要包括钢立柱和立柱桩两部分，上部钢立柱为钢构件，下部立柱桩为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，施工工艺如下：

钻架定位→钻孔→第一次清孔→测孔深→安放钢筋笼→固定安放格构柱→下导管→第二次清孔→测孔深（合格后）→钢构柱中心线较正→灌注砼→钻机移位

1、立柱桩施工

1.1、测量控制方法

根据施工图纸及现场导线控制点，使用全站仪测定桩位，根据地质情况直接定点或打入木桩定点，并以“十字交叉法”引到四周作好护桩点。

1.2、护筒埋设

据桩位标志，开挖护筒孔，护筒直径比设计孔径大20cm，护筒高度不小于1.8m。放入护筒后，护筒孔坑再次精放桩位点，吊线锤校验垂直度，校正护筒位置和垂直度并固定，护筒与坑壁之间用粘性土夯填实，确保护筒位置的持久准确及稳定。

护筒应使用钢护筒，能承受地面附加荷载产生的侧压力，根据工程地质，护筒直径比设计孔径大20cm，埋设深度应不小于1.5m，护筒宜高于地面30cm，防止地表水流入；放入护筒后，护筒孔坑再次精放桩位点，吊线锤校验垂直度，校正护筒位置和垂直度并固定，护筒与坑壁之间用粘性土夯填实，确保护筒位置的持久准确及稳定，护筒中心位置偏差不得大于30mm。

1.3、钻进成孔

成孔开始前应充分做好准备工作，施工过程应做好施工原始记录。钻机定位时要求钻机安装稳固、周正、水平、安全可靠，确保在施工中不发生倾斜、移动。保证钻塔滑轮槽缘、锤头中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，并且锤头中心与桩孔中心偏差不大于20mm，确保钻孔的垂直度与桩位偏差满足设计与规要求。

护壁泥浆：根据本工程地质特点，注入口泥浆比重指标定为≤1.15，排放口泥浆比重指标为1.20～1.30，泥浆采用自然土造浆。

开孔时，应低锤密击，如表土为软弱土层，可加粘土块夹小片石反复冲击造壁，孔泥浆面应保持稳定。在各种不同的土层岩层中钻进时，其冲程按其参数进行。

每钻进深度4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处均应验孔。

本工程桩基持力层中风化，当孔深已达到设计要求时，应立即由质检员通知现场监理及勘察单位代表到场验孔并量测孔深，孔深偏差保证在±10cm以。沉渣厚度以第二次清孔后测定量为准,需不大于5cm。

1.4、清孔

清孔的目的是调换孔泥浆，消除钻渣和沉淀，利用成孔的正循环系统直接进行。清孔分二次进行，第一次清孔在成孔完毕后立即进行，将钻头提离孔底80～100mm，向孔输入新泥浆，把桩孔悬浮的大量钻渣的泥浆替换出来，直到清除孔底沉渣。

第二次清孔在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行。采用导管压入新浆的方式进行，利用向孔输入新泥浆，维持正循环30min左右，清孔后淤泥厚度不大于10cm，清孔结束，会同监理人员对孔深，孔底沉渣等情况进行检查，并及时填写成孔验收单，清孔后半小时应灌注砼。

5、钢筋笼制作及吊放

在钻机钻孔的同时，钢筋笼在现场加工制作，钢筋笼制作所用的钢筋规格、数量及焊接制作的质量要求严格按照设计图纸(如图)和有关规要求进行，钢筋笼制作偏差应严格控制在允许偏差围。钢筋笼制作成形后，应会同监理人员进行验收。

为确保钢筋保护层的厚度，在钢筋笼主筋上每隔3m设置一道定位垫块，每道断面对称放置3只，钢筋笼经验收合格后，方能放入孔。

立柱桩钢构柱制作与安装

1、立柱桩钢构柱构造

格构柱设计参数详见设计图纸格构柱型号，其中插入钻孔桩部位为3.0m，缀板中心间距为450mm。

2、钢构柱制作技术要点

钢构柱采用在场外钢构加工厂加工制作，原材料进场首先审查质量合格证明文件并对材料的外观进行检查验收，合格后准予制作。对制作完成的钢构柱依据《钢结构工程施工验收规》GB50017-2003及设计要求进行验收，验收合格后方允许进场进行安装。

钢构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角钢接头不超过50％，相邻角钢错开位置不小于50cm。角钢接头在焊缝位置角钢侧采用同材料短角钢进行补强。钢构柱加工允许偏差如表所示：

钢造柱加工允许偏差表

3、格构柱吊放安装

钢构柱采用一台25T吊机进行吊放，吊点位于钢构柱上部。

钢构柱固定采用钢筋笼部分主筋上部弯起，与钢构柱缀板及角钢焊接固定，固定时钢构柱必须居于钢筋笼正中心。焊接过程中，吊车始终吊住钢构柱，避免其受力。

型钢中桩吊放时应精确定位，要求型钢中桩中心线与桩位中心线误差≤±5mm，垂直度偏差≤L/300且≤15mm。

混凝土浇筑

本工程灌注桩砼采用水下C30，坍落度为18～22cm，导管选用Ф250，施工前进行封密性检查，浇注水下砼前，检查孔深及沉渣厚度，导管应离孔底30至50cm为宜，初始灌注时要有一定的初灌量，防止泥浆回流入导管。砼浇注时导管埋入砼深度控制在2～8m以，当砼浇至钢筋笼底部时，应放慢砼入管速度，减小砼上升顶力对钢筋笼作用，达到控制钢筋笼上浮的目的。提拔导管前必须对砼面高度进行测量，以免拔空导管造成质量事故。

空孔回填

立柱桩砼浇注完后，需要及时进行桩孔回填，回填之前桩孔周围作好安全措施，回填材料采用黄沙，回填时在格构柱周边均匀回填，避免回填不平衡对钢构柱造成挤偏，回填一定要密实。如图：

（二）、施工保证措施

钢构柱定位、固定与吊装

由于现场场地标高与立柱顶标高。立柱安装后无法在顶端进行固定，为保证立柱的垂直度，格构柱安装工程质量控制工序如下：

确定定位点→定位器就位→格构柱就位→格构柱与钢筋笼焊接→垂直度控制→（导向架）格构柱定位→垂直度复测→下导管

1、确定定位点：格构柱桩钻孔完成后，将钻孔周边泥浆、土等清理干净、测量员计算好格构柱四边中点延长线四个坐标点，然后进行放线，定位偏差小于10mm。

1-1、 桩孔周边在桩成孔完成后进行平整，孔四周铺150*150枕木，导向架安放在枕木上。

1-2、钢筋笼下落至孔口位置时用型钢进行固定，将格构柱吊至钢筋笼进行加固连接；钢构柱吊至孔口位置时，用型钢固定，用螺栓与导柱进行连接。

2、钢构柱吊装就位：将吊起的格构柱缓慢放入钢筋笼，钢构柱进入桩顶3m，尽量避免碰撞钢筋笼。 如图：

3、钢构柱与钢筋笼焊接：

（1）在钢构柱每边的钢筋笼主筋上各焊接1根Φ16水平钢筋，距格构柱每边有20～30mm的活动量，使钢构柱位于钢筋笼中间，保证格构柱各面与钢筋笼间距均匀，以便吊装后能对钢构柱位置进行微量调整，使其位置准确柱身铅垂（见图）。

（2）钢构柱四个面分别采用两根长1.0mA16钢筋斜向与钢筋笼主筋焊牢，焊接长度100mm，钢筋具有一定的长度形成柔性连接，以便能使钢构柱作相对微量调整。

4、钢构柱定位：将用定位的四个点引测至型托梁上，垂直方向用两台经纬仪进行位置控制，标好位置，同时报请监理人员根据引测记录再次进行复核，在钢筋笼入孔后，格格柱位置安装定位导向架，架高1500mm，架体对拼焊接，导向架中部定位孔每边与格构柱大50mm，便于螺检连接和柱位调整，格构柱顶至导向架设置与格构柱同规格导柱，格构柱在下落过程中用靠尺进行检测，最终保证格构柱中心及方位符合设计要求（如图所示），并固定，防止位移，然后在格构柱下串桶浇筑混凝土。

（三）、施工质量保证措施

1、班组认真按图纸，按规程操作，建立自检、互检质量保证体系。

2、技术、质量、施工员应根据各分部分项的设计图纸及操作规程进行技术质量验收。

3、灌注桩施工

（1）钢筋骨架成形。

①主筋应沿管壁环均匀分布、间距偏差小于±10mm。

②加强箍筋偏差不得超过+20mm；箍筋间距偏差不得超过+20mm。钢筋骨架应绑扎牢固，不松动、不变形。

（2）钢筋焊接

①焊工必须经持有焊工合格证方能上岗操作，以保证施工质量。

②钢筋焊件应在监理见证的情况下，作抽样抗拉、抗弯试验。

③焊接前，应对焊件除锈清污，焊条应烘焙干燥。

（3）钢筋在焊接前应进行抽样抗拉、抗弯试验。

（4）砼设计采用水下C30，每一根桩制作一组砼试块，进行强度试验，商品砼出厂时应提供配合比报告。

（5）严格控制坍落度，20±2cm。

（6）钢构柱的验收容：截面尺寸、角钢及缀板型号、钢构柱长度、钢结构焊接质量、缀板间距、变形情况。在验收过程中如有质量问题，严禁使用。

（四）、安全、消防施工保证措施

一、消防及用电安全

1）、制定建立各部门及相关人员的安全、防火职责，将安全、防火工作落实到的各职能部门及个人。

2）、施工班组要认真做好安全上岗交底活动记录，每周组织不少于1小时的安全教育活动。

3）、严格遵守“十不烧”规定，执行工程多机多监护制度（操作证、动火证、灭火证、监护人）和1～3级动火界限审批手续。

4）、现场施工用的机电设备均应有良好的二级防护装置，机电维修人员应经常检查设备触电漏电保护确保完好有效，并且所有机械操作人员必须持证上岗作业。

5）、吊装所用索具应认真检查规格和完好情况，捆吊有缺口钢构件，必须使用护角器或麻袋作衬垫，以保证吊装安全。

6）、氧气瓶、乙炔瓶、油类等易燃物的放置、保管、使用必须符合安全防火规定。

7）、在临时设施四周应按规定设置足够的灭火器，并由安全员检查落实到位。

二、钢构柱加工、吊装过程中的安全措施

1）施工场地的一切电源、电器在安装后必须经验收合格才准接通电源使用。

2）在露天作业时必须做好防雨工作，严防漏电事故发生。

3）对焊机操作严格按使用说明书要求操作。

4）钢构柱吊装过程中设专人指挥，其他人不得指挥吊装工作。

5）起吊格构柱骨架，下方禁止站人，必须待钢构柱骨架降落到离地1m以始准靠近，就位支撑好方可摘钩。

三、钢构柱施工安全措施

1）随时注意观察现场施工现场的安全情况，保证各种作业安全，拒绝违章指挥，不强制工人冒险蛮干。

2）在灌注过程中应将井孔溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。

3）钻孔过程中相关车辆进出需有专人指挥，避免出现意外。

四、管线保护安全措施

1)钻孔前应调查好现场管线埋深、走向，做到有的放矢。发现不明管线立即上报现场管理人员，并停止施工。妥善保护各类地下管线，确保城市公共设施的安全。

2）钢构柱吊装过程中，每次吊装时须等格构柱稳定后方可向桩孔吊运，吊运过程中派工人稳住、扶好格构柱，避免发生意外。另外在钻机和吊机的工作区域保证地面的硬化强度，保证不出现倾覆现象。

（五）成品保护

1、钢筋笼主筋、箍筋和加强筋应按品种、规格、长度编号堆放，以免造成弯曲和错用。

2、钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊入桩孔，应牢固确定其位置，防止上浮。

3、保护好已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。吊入桩孔时，不要碰坏孔壁。串桶应垂直放置，防止因混凝土斜向冲击孔壁，破坏护壁土层，造成夹土。

4、钢筋笼不要被泥浆污染；浇筑混凝土时，在钢筋笼顶部固定牢固，限制钢筋笼上浮。

5、成型钢构柱按规定要求堆放，用垫木垫放整齐，防止钢构柱变形、锈蚀、油污。

6、钢筋笼放入桩孔时必须有保护层垫块。

7、施工过程妥善保护好场地的轴线桩、水准点。

8、灌注桩施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。并应检查每根桩的纵横水平偏差。

9、在钻孔机安装，钢筋笼运输及混凝土浇筑时，均应注意保护好现场的轴线桩，高程桩，并应经常予以校核。

10、已挖好的桩孔及时放好钢筋笼，及时浇筑混凝土，间隔时间不得超过4h，以防坍方。有地下水的桩孔应随钻、随检、随放钢筋笼、随时将混凝土灌好，避免地下水浸泡。

11、土方开挖前对司机进行交底，并在钢构柱位置进行标示，在设备对钢构柱位置进行开挖时，要缓慢时行，将钢构柱周边土方慢慢清出，避免碰动钢构柱。

12、在混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到50%时进行桩孔回填，桩孔回填采用粗砂回填，回填时从钢构柱周边和中间均匀进行，避免挤偏。

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