格構(gòu)柱施工工藝

1、格構(gòu)柱施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-DT-0109-2011 第二工程有限公司馬宏偉 1、七刖言1.1工藝工法概況格構(gòu)柱是一種壓彎性能較好的構(gòu)件，作為梁或支撐構(gòu)件的支點(diǎn)。地鐵深 基坑 工程施工中當(dāng)基坑跨度較大時，內(nèi)支撐撓度較大，影響基坑安全。為了 減小跨度，降低支撐撓度的影響，常在支撐中部附近增加格構(gòu)柱作為立柱， 將基坑內(nèi)支撐橫 擔(dān)于立柱之間的鋼梁（連梁或系梁）上。格構(gòu)柱示意圖見圖 1所示。圖1格構(gòu)柱示意圖1.2工藝原理基坑開挖之前，在基坑內(nèi)設(shè)置鋼格構(gòu)柱，通過鉆機(jī)鉆孔下放鋼筋籠澆筑 混凝土，鉆孔灌注樁就是格構(gòu)柱的基礎(chǔ)，抗擊偏心受力及其他側(cè)向力，隨著 基坑開挖的進(jìn)行露出格構(gòu)柱，焊接縱連梁，

2、通過U型筋等固定措施將支撐固 定于縱連梁上，從而減小支撐的撓度變形，達(dá)到穩(wěn)定支撐的目的。2工藝工法特點(diǎn)該工法能夠有效降低大跨度深基坑內(nèi)支撐撓度變形，保證了基坑的穩(wěn) 定，并具有施工簡單、施工速度快的特點(diǎn)。3適用范圍適用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)跨度較大（一般超過20m）的深基坑內(nèi)支撐工程，以減 少支撐跨度，降低支撐撓度的影響，確保支撐穩(wěn)定性。4主要引用標(biāo)準(zhǔn)4.1地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（GB50299）4.2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017）4.3鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50205）4.4建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ81）4.5建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009）（2006年版）4.6建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)

3、范（GB50007）4.7建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94）4.8建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50202）4.9鋼筋焊接及驗收規(guī)程（JGJ18）4.10建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33）5施工方法格構(gòu)柱立柱采用槽鋼或角鋼與鋼板等焊接而成，格構(gòu)柱基礎(chǔ)為鉆 孔灌注樁，樁頂面與基坑底同高，格構(gòu)柱立柱插入鉆孔樁鋼筋籠內(nèi)并與鋼 筋籠焊接，通過吊車吊放一并下放到孔內(nèi)，澆筑混凝土，格構(gòu)柱立柱錨固 于鉆孔灌注樁內(nèi)?；娱_挖過程中根據(jù)支撐位置，在格構(gòu)柱立柱上焊接三 角形鋼板（牛腿）及鋼梁（連梁 或系梁），然后架設(shè)支撐，并通過2根U 型螺栓（6 20鋼筋）及三角形鋼板將基 坑內(nèi)支撐固定于鋼梁上。6工藝流程及

4、操作要點(diǎn)6.1施工工藝流程格構(gòu)柱施工工藝流程圖如下圖所示。施-匚準(zhǔn)備埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位、調(diào)推泥漿制備卜放鋼筋籠鋼筋籠加工格構(gòu)柱立柱, 鋼筋籠連接格構(gòu)柱士柱加工卜-放格構(gòu)柱站E，鋼筋籠鋼板、鋼梁焊接鋼板、鋼梁加工二次漕孔 混凝十灘注固定鋼圖2格構(gòu)柱施工工藝流程圖6.2操作要點(diǎn)6.2.1格構(gòu)柱立柱加工 1格構(gòu)柱立柱型式深基坑工程格構(gòu)柱立柱常采用2肢槽鋼或工字鋼或4肢角鋼組成，肢件之間焊接綴板或綴條（綴板一般為鋼板，綴條一般為角鋼）而成，肢件和綴板、 綴條的具體規(guī)格型號及尺寸根據(jù)設(shè)計計算確定。格構(gòu)柱立柱截面型式如圖3 所示IIIIi|2肢南鋼2肢槽鋼4肢角圖3格構(gòu)柱截面型2格構(gòu)柱立柱加工根據(jù)格構(gòu)柱設(shè)計

5、長度、截面型式購置肢件及綴板或綴條，并按照設(shè)計尺寸進(jìn) 行下料，單根角鋼或槽鋼長度不足需要接長時，角鋼或槽鋼對接處采取剖口 焊進(jìn)行對接焊接，并在對接位置肢件的內(nèi)外兩側(cè)采用鋼板幫焊連接。綴板 或綴條與肢件之間滿焊。采用E43型以上系列的焊條進(jìn)行焊接，要求焊縫飽 滿，無夾渣，鋼 板和型材不變形、不翹曲，焊縫高度、長度滿足設(shè)計要求。6.2.2鉆孔灌注樁鋼筋籠加工按照設(shè)計圖紙在鋼筋加工平臺制作，根據(jù)設(shè)計圖紙先進(jìn)行下料。為保證 鋼筋籠的幾何尺寸及相對位置正確，鋼筋加工在加工棚平臺上放樣成型， 主筋接頭采用接焊或直螺紋連接，接頭相互錯開，滿足設(shè)計要求。鋼筋籠在 加工平臺組裝，先將主筋與加強(qiáng)筋焊接固定成型，再

6、將螺旋筋同主筋點(diǎn)焊成 一體。6.2.3鉆孔施工 1定樁位施工前用全站儀定出每個樁位，并進(jìn)行編號，自檢無誤后報監(jiān)理審批2埋設(shè)護(hù)筒鉆孔前需預(yù)先埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒采用5mm厚鋼板制成，內(nèi)徑比樁徑大20cm,長度為1.5m2.0m，上部留有40cm寬、20cm高的出漿口，同時布 置好泥漿池、排漿槽等。護(hù)筒埋設(shè)完成后周邊采用粘土回填密實。護(hù)筒管埋 設(shè)位置允許偏差：頂面位置土 50mm。傾斜度W 1%。3泥漿制備采用優(yōu)良的膨潤土、純堿、高純度的CMC和生活用水作原料，通過清 漿沖拌和混合攪拌二次拌合而成。性能指標(biāo)可參照以下數(shù)據(jù)：泥漿比重 1.081.2g/cm3， 粘度1822s，含砂率小于4%。4鉆孔施工采

7、用反循環(huán)鉆機(jī)或旋挖鉆成孔，在鉆進(jìn)過程中，根據(jù)地質(zhì)情 況的變化，控制鉆進(jìn)速度，隨時調(diào)整鉆頭壓力和泥漿比重，防止塌孔和偏 斜。成孔允許誤差為：孔位偏差土 50mm、垂直度W 5%、沉渣厚度小于 100mm。5清孔當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行第一次清孔。鋼筋籠安放好后，再進(jìn)行二 次清孑L，保證孔底沉渣厚度不大于10cm，泥漿性能指標(biāo)滿足要求。清孔時， 注意保持孔內(nèi)泥漿液面高度（高出地下水位50cm），以防坍孔。6.2.4下放鋼筋籠、格構(gòu)柱立柱鋼筋籠及格構(gòu)柱立柱采用汽車吊吊放。按照施工設(shè)計吊裝，一般采用兩 吊點(diǎn) 起吊，選擇好吊點(diǎn)位置，第一點(diǎn)設(shè)在上端，第二點(diǎn)設(shè)在中點(diǎn)至三分之一 點(diǎn)之間。同時起吊兩個吊點(diǎn)，當(dāng)

8、整體離開地面2m左右，第二吊點(diǎn)停吊，繼 續(xù)吊起第一吊點(diǎn)，使其垂直，解除第二吊點(diǎn)，將其緩緩放入孔內(nèi)。當(dāng)鋼筋籠入孔后外露還剩1m時將其固定于孔口，然后吊起格構(gòu)柱立柱， 人工配合緩慢將其插入鉆孔樁鋼筋籠內(nèi)，格構(gòu)柱立柱起吊之前將其錨入鉆孔 樁鋼筋籠內(nèi)的位置提前做好標(biāo)記，當(dāng)格構(gòu)柱立柱插入鋼筋籠內(nèi)的深度達(dá)到設(shè) 計要求后，將鋼筋籠的4根對稱位置的主筋焊接至格構(gòu)柱立柱上連成一體。 焊接時保證格構(gòu)柱立柱和鋼筋籠均處于垂直狀態(tài)，焊接后，去除鋼筋籠的固 定措施，將鋼筋籠與格構(gòu)柱立柱一起緩慢下放至孔內(nèi)的設(shè)計位置，通過吊環(huán) 將其固定于孔口。鋼筋籠及格構(gòu)柱立柱吊放時應(yīng)保證垂直狀態(tài)，并使格構(gòu)柱的平面位置對準(zhǔn)樁 孔軸線，在吊

9、放時應(yīng)緩慢進(jìn)行，人工控制防止偏移。樁頂標(biāo)高允許誤差:(+30,-50)mm,格構(gòu)柱就位深度允許誤差：100mm。6.2.5灌注混凝土混凝土采用導(dǎo)管法，導(dǎo)管使用前要進(jìn)行試拼裝和試驗，導(dǎo)管底距孔底300 500mm，混凝土澆筑前導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)放置保證砼與泥漿隔離的隔水栓(橡皮球膽 等)。漏斗和儲料斗需有足夠的容量，保證首批灌注的混凝土足以封住孔 底，并且導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1.0m?；炷另斆嫱ㄟ^測量達(dá)到基 坑底以上30cm后停 止?jié)仓纬鰧?dǎo)管。6.2.6鋼板、鋼梁焊接格構(gòu)柱縱連梁一般采用H型鋼，鋼梁焊接于格構(gòu)柱立柱上。隨著基坑土 方的開挖，逐步露出格構(gòu)柱立柱，開挖過程中避免挖掘機(jī)等設(shè)備碰撞立柱

10、， 邊開挖邊將立柱上的泥土清理干凈，當(dāng)土方開挖至鋼梁底時，通過測量在 格構(gòu)柱立柱上標(biāo)示出鋼梁的位置，確保鋼梁處于水平狀態(tài)，然后在鋼梁底 面位置焊接事先準(zhǔn)備好的三角形鋼板，作為牛腿，鋼梁固定其上，并將鋼 梁及三角形鋼板與格構(gòu)柱立柱之間進(jìn)行滿焊固定，焊縫質(zhì)量符合設(shè)計及規(guī)范 要求。各鏈接部位的焊縫形式如圖4所示。肋板 TOC o 1-5 h z 454510101010124510型鋼鋼梁10三角鋼板格構(gòu)柱立柱圖4連接處焊縫形式焊接施工質(zhì)量控制要點(diǎn)：1平焊焊條與鋼材品種匹配，焊工應(yīng)根據(jù)實際要求選擇焊接電流、焊接 速度、焊接電弧長度等。清理焊口 ：焊前檢查組裝間隙是否符合要求，定位 焊是否牢固，焊縫四

11、周不得有油污、銹物；焊接電流：根據(jù)焊件厚度、焊接 層次、焊條型號、直徑、焊工熟練程度等因素，選擇適宜的焊接電；焊接速 度：要求等速焊，保證焊縫厚度、寬度均勻一致，從面罩中看溶池中鐵水與 溶渣保持等距（23mm）為宜。焊接電弧長度：根據(jù)焊條型號不同而確 定，一般要求電弧長度穩(wěn)定不變，酸性焊條一般為34mm，堿性焊條一 般為23mm為宜。清渣：整條焊縫焊完后清除熔渣，經(jīng)焊工自檢確無問題 后，方可轉(zhuǎn)移地點(diǎn)繼續(xù)焊接。2立焊 操作工藝與平焊相同，但注意在相同條件下，焊接電源比平焊電流小10%15%；采用短弧焊接，弧長一般為23mm。焊條角度根據(jù)焊件厚度確定。兩 焊件厚度相等，焊條與焊條左右方向夾角均為4

12、5o；兩焊件厚度不等時，焊 條與較厚焊件一側(cè)的夾角應(yīng)大于較薄一側(cè)的夾角。焊條應(yīng)與垂直面形成60o80o角，使 電弧略向上，吹向溶池中心。3橫焊基本與平焊相同，焊接電源比平時焊接電流小10%15%。電弧長一般 為24mm。橫焊時焊條應(yīng)向下傾斜其角度為70o80o，防止鐵水下墜。 根據(jù)兩焊件的厚度不同，可適當(dāng)調(diào)整焊條角度，焊條與焊接前進(jìn)方向為 70o90o。焊縫外觀：焊縫外形均勻，焊道與焊道、焊道與基本金屬之間過渡平滑，焊渣和飛濺物清除 干凈。6.2.7固定鋼支撐鋼支撐橫擔(dān)于格構(gòu)柱鋼連梁上，在鋼支撐與格構(gòu)柱鋼連梁之間設(shè)置一層 橡膠緩沖墊，同時通過兩根U型螺栓（620鋼筋或鋼帶）及三角形鋼板將 支撐

13、固定于鋼連梁上。鋼梁與支撐固定大樣如圖5所示。2根U型螺栓。20)12mm厚鋼板30mm 厚橡膠墊塊12 mm 厚 三角形鋼鋼梁與支撐固定大樣30mm 厚橡膠墊塊1-1圖5鋼梁與支撐固定大樣圖7勞動力組織施工過程中根據(jù)施工場地情況、工程數(shù)量和工期要求等因素的影響，可 以安排一臺或多臺鉆機(jī)進(jìn)行施工，所需要配置的勞動力是不相同的，本次 以一臺鉆機(jī)組織施工為例說明，勞動力配置見表1。表1勞動力配備表序號工種人數(shù)備注1現(xiàn)場負(fù)責(zé)人1施工協(xié)調(diào)2技術(shù)員2施工過程管理3電工1現(xiàn)場施工用電管理4鉆機(jī)司機(jī)2鉆孔施工5吊車司機(jī)2吊放鋼筋籠及格構(gòu)柱立柱6信號工2現(xiàn)場吊裝指揮7混凝工6混凝灌注8鋼筋工8鋼筋籠加工9電焊

14、工6格構(gòu)柱立柱、鋼梁加工焊接10砂輪機(jī)切割機(jī)操作工1鋼筋切割11氣焊工2鋼板、型材切割12普工8泥漿拌制、排放管理及文明施工合計418主要機(jī)具設(shè)備施工現(xiàn)場機(jī)具設(shè)備配置情況見表2。表2主要機(jī)具設(shè)備使用情況表序號作業(yè)名稱機(jī)具設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量用途1安放鋼筋籠汽車吊QY-2012鋼筋加工鋼筋切斷機(jī)QJ40-113鋼筋加工鋼筋彎曲機(jī)GW4014鋼筋加工鋼筋調(diào)直機(jī)GJJ6-14口15鉆孔旋挖鉆機(jī)/反循環(huán)鉆16焊接鋼筋電焊機(jī)BX30047切割鋼筋砂輪切割機(jī)18泥漿外運(yùn)泥漿運(yùn)輸罐車20m3臺19切割型鋼氧氣、乙炔、割槍套210切割鋼板氧氣乙炔半自動切C3019質(zhì)量控制 9.1施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題9.

15、1.1焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo);9.1.2位置不準(zhǔn)確；9.1.3連接不牢固。9.2保證措施9.2.1焊接施工時選擇適合的焊接工藝參數(shù)和施焊程序，避免用大電流， 不要突然熄火，焊縫接頭應(yīng)搭接1015mm，焊接中不允許搬動、敲擊焊 件，直接澆水降溫。9.2.2根據(jù)焊條、氣溫、濕度等條件，焊接之前先進(jìn)行焊接試驗，選擇合 理 的焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。9.2.3各個構(gòu)件焊接施工前必須進(jìn)行測量放樣確定其準(zhǔn)確位置。9.2.4每道焊縫焊接完成后嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求檢查驗收，不合格必 須返工重焊。10安全措施10.1主要安全風(fēng)險分析10.1.1吊裝作業(yè)不規(guī)范墜落傷人。10.1.2連接不牢出現(xiàn)墜落。10.2保證措施10

16、.2. 1格構(gòu)柱施工編制專項施工方案，施工過程中嚴(yán)格落實執(zhí)行；10.2.2加強(qiáng)對吊車的管理，吊車司機(jī)操作時，必須嚴(yán)格按操作規(guī)程操作， 不準(zhǔn)違章作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”，操作前必須有安全技術(shù)交底記錄，并 履行簽字手續(xù)；10.2.3禁止吊車拖拽起吊，避免超載吊裝，禁止在六級以上風(fēng)的情況下進(jìn) 行吊裝作業(yè)；10.2.4綁扎構(gòu)件的吊索需經(jīng)過計算，綁扎方法應(yīng)正確牢固，所有起吊工具 應(yīng)定期檢查；10.2.5鋼梁、鋼板等焊接時做好防墜落措施。構(gòu)件安裝后，必須檢查連接 質(zhì)量，只有確定連接安全可靠后，才能松鉤或拆除臨時固定工具；10.2.6吊裝作業(yè)前加強(qiáng)對吊裝構(gòu)件、吊環(huán)、卡具、鋼絲繩的檢查，同時排 除吊裝構(gòu)件上的

17、松散物體，吊裝作業(yè)時，無關(guān)人員禁止靠近。11環(huán)保措施11.1格構(gòu)柱施工對周邊環(huán)境的影響因素格構(gòu)柱施工對周邊環(huán)境的影響主要包 括鉆孔泥漿排放、廢渣處理、光和噪聲污染等。11.2環(huán)保措施11.2.1加強(qiáng)泥漿管理。施工之前進(jìn)行場地規(guī)劃，建設(shè)泥漿池和回漿池， 將回收泥漿和廢棄泥漿分開存放和管理，防止到處流溢，造成污染，廢水通 過沉淀等處理措施后達(dá)標(biāo)排放，廢棄泥漿采用泥漿車運(yùn)送至指定排放點(diǎn)排 放。11.2.2施工現(xiàn)場進(jìn)行硬化，定期灑水，廢棄渣土集中現(xiàn)存放并采用密目網(wǎng) 覆蓋，防止揚(yáng)塵。11.2.3焊接施工期間進(jìn)行防護(hù)，防止造成光污染。構(gòu)件及鋼筋等搬運(yùn)、切 割及加工期間要輕放，避免敲擊。11.2.4焊接、構(gòu)

18、件加工、鉆機(jī)成孔等施工噪聲較大的施工項目集中安排在 白天進(jìn)行，夜間施工必須取得夜間施工許可證，并安排產(chǎn)生噪聲及光污染較 小的施工項目進(jìn)行施工，以免影響周邊居民的正常生活。12應(yīng)用實例12.1工程簡介哈爾濱地鐵八標(biāo)段交通學(xué)院站位于東直路與太平南二道街、太平南三道 街交叉路口以西的東直路下，車站東北角是哈爾濱道外區(qū)建偉小學(xué)有兩棟七 層與五層樓，距離主體基坑12米，南側(cè)是黑龍江工程學(xué)院體育館距離基坑 8.6m。車站主 體圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式：采用 800 1000m鉆m孔灌注樁 +10001000m旋m噴樁，車站 基坑部分開挖寬度為28m，設(shè)計采用6 609 鋼管內(nèi)支撐，在基坑跨度中部設(shè)置了格構(gòu)柱，鋼支撐架設(shè)后橫擔(dān)并固定于格 構(gòu)柱鋼梁上。格構(gòu)柱基礎(chǔ)為6 800mm鉆孔灌注樁，樁長為7m，格構(gòu)柱立柱 錨入鉆孔樁深度為2m，格構(gòu)柱立柱采用400C槽鋼兩側(cè)加焊300mm寬12mm 厚的鋼板作為綴板，鋼梁為H型鋼500X 300X11X 18mm，在兩側(cè)加焊 12mm鋼板作為肋板。鋼