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逆作法地下結構一柱一樁支承系統(tǒng)施工質量控制技術

文檔作者：李濤文檔來源：南京市建筑安裝工程質量監(jiān)督站		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年10月31日
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2014年7月上
第43卷第13期
施工技術
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 15
DOI：10．7672／sgjs2014130015
逆作法地下結構一柱一樁支承系統(tǒng)施工質量控制技術
李濤
(南京市建筑安裝工程質量監(jiān)督站，江蘇南京210007)
[摘要】一柱一樁是逆作法地下結構豎向支承系統(tǒng)最常用的形式。結合工程實例，總結了一柱一樁支承系統(tǒng)施工
全過程多項質量控制技術，特別是針對立柱定位和垂直度控制這一質量控制難點進行了技術創(chuàng)新，探索出柱底定
位加孔口柱頂調垂這一便捷有效的解決途徑。實踐結果表明，各項質量控制技術取得了明顯成效。
[關鍵詞】地下工程；逆作法；垂直度；施工技術；質量控制
[中圖分類號]Tu753 [文獻標識碼]A [文章編號】1002—8498(2014)13伽15—04
Quality Control Technology of one Column with one Pile Supporting System
in Underground Structure with Top·down Method
Li Ta0 、
(舶，乒增E增ine盯i增Q∞玩，，S印e塒話婦n Stm面n曠Co璐打l‘ct幻n口廳矗加IDZ{D踟斥，Ⅳo阿泓，歹泌ngs阽2lO007，C無i船)
Abstract：One column with one pile is the main vertical supporting system of underground structure with
top—down method． Based on engineering practiee，seVeral quality control technologies of one eolumn with
one pile supponing system are summarized in this paper． Tbrough technological innoVation， the location
and perpendicular of column which is the difficulty in quality control， has been conVeniently and
efbctively s01ved by 10cating column bottom and adjusting column top．The engineering practice indicated
that the quality control technology achieVed successfhl results．
Key words：underground；top—down method；venicality；constmction；quality control
l 結構形式
目前地下結構逆作法施工時，較多采用支護結
構與主體結構全面結合的形式，即采用地下連續(xù)墻
作為圍護結構，并兼作地下結構外墻；主體結構水
平梁板體系作為圍護結構的水平支撐；主體地下結
構柱及柱下樁作為豎向支承系統(tǒng)，在基礎底板澆筑
完成前的逆作法施工階段承受地下、地上各層的結
構自重和施工荷載，底板澆筑后與其連成整體，共
同將上部荷載傳遞給地基。
逆作法結構豎向支承系統(tǒng)通常采用一柱一樁
的形式，即在每根地下結構柱位置設置l根鋼立柱
(鋼管混凝土柱或型鋼柱等)和1根柱下樁(作為工
程樁使用)，并先行施工完畢，待逆作施工至基礎底
板澆筑完成后，再逐層在鋼立柱外側外包混凝土或
水泥砂漿，形成正式結構柱。一柱一樁支承系統(tǒng)為
主體結構的一部分，承受大量豎向荷載，施工工藝
復雜，質量要求高，是逆作法施工的關鍵工序環(huán)節(jié)，
【作者簡介】李濤，工程師，E-mail：litao—majl@163．com
【收稿日期】2013．06-03
也是工程質量控制的重點。本文結合工程實例，總
結了逆作法一柱一樁支承系統(tǒng)施工中主要的質量
控制技術。
2工程概況
南京市某大型商業(yè)綜合體工程為框架筒體結
構，地下5層，地上42層，總建筑面積約18．5萬m2。
工程地下結構采用順作和逆作相結合的施工方法，
塔樓區(qū)順作施工，周邊裙樓區(qū)逆作施工，圍護結構
為地下連續(xù)墻，施工范圍內場地土主要為粉質黏
土?，F(xiàn)場自然地坪標高為±0．000m，裙樓區(qū)基礎底
板底面主要區(qū)域標高為一21．950m。
裙樓逆作法施工區(qū)采用一柱一樁豎向支承系
統(tǒng)。立柱為鋼管混凝土柱，總計112根，采用Q345B
螺旋鋼管，主要截面尺寸為外徑630mm、壁厚
12mm，鋼管內澆筑C60無收縮膨脹混凝土。柱下樁
為人工挖孔樁，主要樁徑為1．6m，樁端進人中風化
巖持力層深度≥1．6m并進行擴底處理，有效樁長為
7—10m，樁身混凝土強度等級為C40，鋼管柱下端
進入樁頂錨固長度為3．5m。
萬方數(shù)據(jù)
16 施工技術第43卷
3施工質量控制
3．1質量控制重點
3．1．1 人工挖孔質量控制
每個樁孔均需從自然地坪人工開挖至樁端，平
均挖深約30m，最大挖深達34m，接近人工挖孔施工
的極限深度，設計要求成孔垂直度≤1／250。在確保
施工安全的前提下，需嚴格控制成孔垂直度，并保
證樁端處理到位。
3．1．2 鋼管柱定位及垂直度控制
鋼管柱長27m左右，設計要求吊裝定位后水平
位置和標高偏差≤10mm，垂直度≤1／600。由于鋼
管柱需在樁孔中定位，限制條件多，施工難度大，且
樁身和鋼管內混凝土的澆筑易對其產生上浮和振
動影響，同時鋼管柱又是主體結構關鍵受力構件，
因此采取有效措施確保鋼管柱定位準確，垂直度滿
足設計要求，是本工程質量控制的重中之重。
3．1．3 混凝土澆筑質量及交界面控制
樁身和鋼管內混凝土分別為C40，C60兩種強
度等級，施工時應保證澆筑密實，不得出現(xiàn)離析現(xiàn)
象。特別是樁頂?shù)匿摴苤^固段為關鍵受力部位，
也是兩種強度等級混凝土的交界面，需采取措施有
效控制澆筑質量，保證交界面處混凝土密實均勻，
同時需防止柱外側混凝土到達樁頂設計標高后繼
續(xù)上返。
3．2技術創(chuàng)新
為達到預定質量目標，通過多次分析論證和現(xiàn)
場試驗，并經(jīng)設計單位認可，該工程在質量控制技
術方面進行了以下創(chuàng)新：
1)在樁頂以下4m處設施工縫，作為兩種強度
等級混凝土的交界面(見圖1)，先澆筑下段樁身
C40混凝土，鋼管柱定位后，再同時澆筑上段樁身及
鋼管內C60混凝土(上段樁身混凝土強度等級提高
至C60)。
2)在樁身混凝土交界面上設置導向定位器
(見圖1)，在地面孔口部位設置調垂架，鋼管柱吊
人樁孔中后，采用柱底定位加孔口柱頂機械調垂
的方法控制鋼管柱的水平位置、標高和垂直度。
該種方法對整根鋼管柱形成兩點一線的控制體
系，相比于常用的氣囊法、單純機械調垂法更加直
接有效。
3．3施工流程
本工程一柱一樁支承系統(tǒng)具體施工流程如下：
人工挖孔_吊放柱下樁樁身鋼筋籠-÷灌注下段樁
身C40混凝土一安裝柱底導向定位器_+鋼管柱吊
裝-+鋼管柱定位、調整垂直度、固定-÷灌注上段樁
身及鋼管內C60混凝土。
圖1 一柱一樁支承系統(tǒng)結構示意
Fig．1 The supporting structure
4人工挖孔質量控制
1)采用全站儀及水準儀準確定位樁孔中心，在
樁孔周邊采用C25細石混凝土澆筑樁孔開挖頂部
平臺，同時兼作鋼管柱調垂架作業(yè)平臺。平臺厚
200mm，邊長為2倍樁徑左右，頂面平整度≤5mm。
2)分節(jié)開挖樁孔，每節(jié)宜為o．9～1．2m，先挖中
間部分土方，然后擴及周邊。每挖完1節(jié)后，立即澆
筑護壁混凝土，確?？妆诜€(wěn)定。護壁模板安裝必須
通過樁孔中心點校正位置。
3)每節(jié)樁孔護壁做好后，將樁位十字線和標高
測設在護壁上口，然后通過十字線對中，用吊線墜
向孔底投設，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度并
進行修整。
4)由專人檢查樁孔中心軸線及孔深，中心軸線
以樁位定位線為依據(jù)逐節(jié)校測，孑L深以基準點為依
據(jù)逐根引測，發(fā)現(xiàn)不滿足要求的及時修整。
5)樁端擴底部位施工時，應先將樁身圓柱體挖
好，再以樁孔中心點為圓心，按設計要求的擴底形
狀和尺寸，自上而下進行切削。樁底巖性及進入持
力巖層深度須由勘察單位確認。樁孔驗收合格后，
及時封底。
5樁身鋼筋籠吊放及C40混凝土澆筑質量控制
1)采用50t履帶式起重機將樁身鋼筋籠吊放至
樁孔底部。鋼筋籠頂端設置4根西16鋼筋作為吊
筋，保證鋼筋籠吊起時垂直，減小吊裝對鋼筋籠本
身的變形影響。
2)為有效控制鋼筋籠與樁孔護壁間的保護層
厚度，在鋼筋籠外側每間隔2m設置保護層控制鋼
筋，采用3根咖12鋼筋沿周圈均勻布置且不應影響
鋼筋籠的下放，如圖2所示。
3)鋼筋籠進入樁孔后，下放速度應緩慢均勻，
不得碰撞孔壁。鋼筋籠落至設計標高后，將其校正
在樁孔中心位置并固定。
4)為保證澆筑質量，樁身混凝土采用直徑
萬方數(shù)據(jù)
李濤：逆作法地下結構一柱一樁支承系統(tǒng)施工質量控制技術17
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制鋼筋
圖2樁身保護層控制鋼筋
Fig．2 ProtectiVe layer controI steel in piles
250mm的鋼導管進行水下灌注，導管底端與孔底距離
保持約300mm，導管上部儲斗內混凝土第1次放料量
應滿足灌注時導管底端埋人混凝土中0．8m以上。
5)混凝土灌注須連續(xù)施工，同時應控制灌注速
度不宜過快，防止鋼筋籠隨混凝土面上浮。根據(jù)灌
注速度和方量控制導管上拔速度和高度，由專人測
量導管埋深，保持導管埋入混凝土面下≥2m，灌注
完成前不得將導管拔出混凝土面。
6)注意控制最后一次混凝土灌注量，考慮頂部
浮漿影響，為保證交界面處樁身混凝土強度達到設
計等級，超灌高度控制在0．8m左右。
6鋼管柱定位及垂直度控制
6．1柱底導向定位器安裝
6．1．1 定位器構造
導向定位器設于樁身混凝土交界面上，由角鋼
和鋼環(huán)板現(xiàn)場焊接加工而成，如圖3所示。定位器
所用鋼材為Q345B，與鋼管柱一致。定位器上部呈
錐形，外側寬度比鋼管柱內徑小20mm，便于鋼管柱
吊裝進入樁孔后套入固定，如圖3所示。上環(huán)板頂
面至下環(huán)板底面高度為O．5m，鋼管柱就位后，正好
保證錨人樁頂?shù)拈L度滿足設計要求。錐體上端開
口間距300mm，便于澆筑C60混凝土時鋼導管伸至
混凝土交界面附近，保證澆筑密實。山1 _
a b
圖3柱底導向定位器
Fig．3 Guidance positioner at the coIumn base
6．1．2 安裝技術要求
1)樁身c40混凝土澆筑完成，待混凝土強度達
到1．2MPa后，作業(yè)人員下孔鑿除頂面浮漿及松散
混凝土，至不同強度等級混凝土交界面標高處，并
進行找平處理，保證交界面平整度≤5mm。
2)在孔口用激光投點儀將鋼管柱中心點投射
于交界面上，用膨脹螺栓將導向定位器固定于交界
面上，使定位器中心點與鋼管柱中心點完全重合，
并用鐵楔和水平尺調平定位器。鋼管柱吊裝前，需
再次對定位器位置進行復核。
6．2鋼管柱吊裝及初步就位
1)在鋼管柱身彈設就位后孔口平臺面以上
O．5m標高控制線，用于吊裝控制。采用150t履帶
式起重機將鋼管柱吊至樁孔上方，穿過設置于孔口
平臺上的調垂架，對準樁孔中心緩慢下放，直至柱
底套入定位器，如圖4所示?？卓谡{垂架同時兼具
調整柱身垂直度和固定柱身頂部的作用。調垂架
上部設置的斜向花籃螺栓和下部設置的水平千斤
頂可調節(jié)柱身水平位置及垂直度，上部設置的豎向
千斤頂可調節(jié)柱身標高。
斜向花籃螺糯避孔口{嘲|
門
擱置穩(wěn)固牛腿
≤豎囪調節(jié)千斤項
矬島句j空帶峨
埋鐵件
．臼平臺
水平調節(jié)千斤頂2妒型喲
在鋼管柱x
枷向安放
鋼管柱
柱下樁鋼筋籠
甸定位器
圖4 孔口調垂架及鋼管柱吊裝就位示意
Fig．4 VerticaI adjusted frame and steeI
pipe cOlumn hOisting
2)為提高鋼管柱垂直度的控制精度，將柱頂孔
口外露段在設計要求基礎上延長，增加安裝可重復
使用的2m長輔助調垂柱段。在鋼管柱吊裝就位過
程中，對孔口外露段柱身采用2臺經(jīng)緯儀全程監(jiān)控
其垂直度。
3)當鋼管柱下放接近預定標高時，保證起重機
仍處于起吊狀態(tài)，啟動孔口調垂架，通過花籃螺栓
和千斤頂將柱身與調垂架初步固定。調節(jié)豎向千
斤頂和花籃螺栓，控制鋼管柱緩慢下降，直至準確
套入柱底定位器。如鋼管柱不能一次性套人定位
器，可檢查柱身與孔口的相對距離，通過豎向千斤
頂和起重機將鋼管柱小幅提起后，調節(jié)水平千斤
頂，修正柱身水平位置后再次下放。
4)柱底套人定位器后，微調花籃螺栓和水平千
斤頂，保證鋼管柱中心與樁位中心重合，控制柱頂
孔口外露段垂直度

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