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 繆  軍，詹必雄，黃  鋒，王秋加，劉飛龍

 （中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京  100102）

[摘要]鋼格構(gòu)柱定位偏差較大的常規(guī)處理方法是加大外包結(jié)構(gòu)柱尺寸，這會(huì)對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)、機(jī)電等施工造成很大影響。相比常規(guī)方法，鋼格構(gòu)柱托換技術(shù)適用于逆作法結(jié)構(gòu)中鋼格構(gòu)柱定位偏差較大且不宜采用變更正式結(jié)構(gòu)尺寸的情況。以鋼格構(gòu)柱托換技術(shù)在無(wú)錫市綜合交通樞紐項(xiàng)目中的應(yīng)用為例，闡述該技術(shù)的原理、施工工藝流程等相關(guān)事項(xiàng)。

[關(guān)鍵詞]地鐵車(chē)站；逆作法；鋼格構(gòu)柱；托換；施工技術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TU753 [文章編號(hào)]1002-8498(2016)07-0028-03

0  引言

 地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)逆作法施工中，最難控制的施工要素是鋼格構(gòu)柱定位控制。鋼格構(gòu)柱定位要求精度非常高(一般水平位置偏差和垂直度偏差不超過(guò)1/400)，在實(shí)際施工中，由于施工環(huán)境等因素，常有一部分鋼格構(gòu)柱定位偏差超過(guò)設(shè)計(jì)允許范圍，對(duì)后續(xù)結(jié)構(gòu)柱施工造成影響，因此有必要在鋼格構(gòu)柱施工完成后對(duì)定位偏差較大的個(gè)體采取補(bǔ)救措施。為確保結(jié)構(gòu)安全，保證結(jié)構(gòu)柱順利施工，無(wú)錫市綜合交通樞紐項(xiàng)目地鐵車(chē)站區(qū)域定位偏差較大的鋼格構(gòu)柱采取型鋼托換技術(shù)。

1工程概況

 無(wú)錫市綜合交通樞紐項(xiàng)目地鐵1，3號(hào)線換乘車(chē)站采用逆作法施工，地鐵1號(hào)線車(chē)站為南北向，全長(zhǎng)約250m，為地下3層結(jié)構(gòu)，地鐵3號(hào)線車(chē)站為東西向，全長(zhǎng)約300m，整個(gè)換乘車(chē)站地下室結(jié)構(gòu)全部采用鋼格構(gòu)柱進(jìn)行托撐，其中超過(guò)半數(shù)鋼格構(gòu)柱需外包鋼筋混凝土成正式結(jié)構(gòu)柱。由于地鐵換乘車(chē)站地下室大部分區(qū)域位于軟弱土層，樁基施工質(zhì)量控制困難，雖然采取了諸多措施對(duì)鋼格構(gòu)柱定位進(jìn)行控制，但仍有個(gè)別鋼格構(gòu)柱別定位偏差偏大，對(duì)后

續(xù)結(jié)構(gòu)柱施工造成影響。

 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼格構(gòu)柱測(cè)量結(jié)果，確定出后續(xù)正式結(jié)構(gòu)柱施工有影響的鋼格構(gòu)柱，最終確定出地鐵3號(hào)線⑩軸／D軸的1根鋼格構(gòu)柱和地鐵1號(hào)線14軸／K軸、14軸／C軸的2根鋼格構(gòu)柱需要托換。以地鐵1號(hào)線14軸／K軸鋼格構(gòu)柱托換為例對(duì)施工操作要點(diǎn)進(jìn)行闡述。通過(guò)演算和論證，鋼格構(gòu)柱采用H500× 500×13×24型鋼進(jìn)行托換，每根型鋼托換柱施加800kN的預(yù)應(yīng)力。

2技術(shù)原理

 在需要托換的鋼格構(gòu)柱兩側(cè)分別架設(shè)豎向型  鋼托換柱，對(duì)型鋼托換柱施加預(yù)應(yīng)力以替代鋼格構(gòu)柱受力，再割除鋼格構(gòu)柱施工正式結(jié)構(gòu)柱，待正式結(jié)構(gòu)柱強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后替代兩側(cè)型鋼托換柱受力，最后拆除兩側(cè)型鋼托換柱。

 采用型鋼托換柱施加預(yù)應(yīng)力的方式對(duì)鋼格構(gòu)柱進(jìn)行托換，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和受力大小的不同，調(diào)整型鋼托換柱尺寸和預(yù)應(yīng)力大小，只需進(jìn)行必要的演算即可確定不同部位托換施工的參數(shù)。整個(gè)施工過(guò)程提前通過(guò)AutoCAD軟件模擬。采用有讀數(shù)的千斤頂施加預(yù)應(yīng)力，能更好地控制施工過(guò)程。施工全程必須遵照對(duì)稱(chēng)受力原則，兩側(cè)型鋼托換柱的預(yù)應(yīng)力應(yīng)盡量同時(shí)等量施加。

  3  施工工藝流程及操作要點(diǎn)

 施工工藝流程如下：受力驗(yàn)算，確定施工各項(xiàng)參數(shù)→從下至上逐層定位安裝鋼格構(gòu)柱兩側(cè)型鋼托換柱→從下至上逐層對(duì)型鋼托換柱施加預(yù)應(yīng)力→從上至下逐層割除鋼格構(gòu)柱→從下至上逐層施工正式結(jié)構(gòu)柱并達(dá)到強(qiáng)度要求→拆除兩側(cè)型鋼托換柱。

  3.1  施工過(guò)程模擬

 依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和鋼格構(gòu)柱定位等，將鋼格構(gòu)柱、已施工結(jié)構(gòu)、型鋼托換柱、鋼板牛腿、千斤頂?shù)劝聪鄳?yīng)的比例在AutoCAD軟件中繪制成形，模擬整個(gè)托換過(guò)程。

  3.2受力驗(yàn)算，確定各項(xiàng)參數(shù)

 根據(jù)地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算出鋼格構(gòu)柱的受力情況，計(jì)算時(shí)安全系數(shù)應(yīng)按較大選取，必須考慮抗壓、抗拔、抗彎和抗剪等受力因素，再確定托換型鋼托換柱的尺寸和預(yù)應(yīng)力的大小。

  3.3安裝型鋼托換柱

 1)定位型鋼托換柱，在鋼格構(gòu)柱中心線兩側(cè)各 1300mm位置安裝型鋼托換柱，如圖1所示。

 2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)層高確定型鋼長(zhǎng)度，封頭鋼板、加勁肋板、鋼牛腿等構(gòu)件應(yīng)預(yù)先焊接加工完成，至現(xiàn)場(chǎng)直接安裝就位。托換型鋼底端封頭板預(yù)留澆筑孔。具體加工樣式如圖2，3所示。

 3)提前在指定位置搭設(shè)操作腳手架，上鋪木跳板。操作腳手架的位置不影響型鋼托換柱的安裝。根據(jù)托換型鋼封頭鋼板的錨栓位置提前在結(jié)構(gòu)板／梁上打好錨栓孔。托換柱加工完成后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，用手拉導(dǎo)鏈安裝就位，施工時(shí)，手拉導(dǎo)鏈安裝在鋼格構(gòu)柱上。在對(duì)型鋼進(jìn)行垂直度測(cè)量校對(duì)之后，再在操作腳手架上進(jìn)行型鋼上端頭的焊接固定及錨栓固定，整個(gè)固定過(guò)程中不得松脫手拉導(dǎo)鏈。

3.4施加預(yù)應(yīng)力

 每根型鋼托換柱采用2個(gè)千斤頂施加預(yù)應(yīng)力，每個(gè)千斤頂施加400kN，預(yù)應(yīng)力施加過(guò)程分為以下幾個(gè)步驟。 

1)安裝千斤頂  千斤頂?shù)奈恢脩?yīng)與牛腿肋板相對(duì)應(yīng)，即牛腿的2塊肋板需在千斤頂接觸面的范圍內(nèi)，且需對(duì)稱(chēng)。

 2)施加預(yù)應(yīng)力  用鋼楔塞住封頭鋼板與結(jié)構(gòu)樓板（底板）縫隙，封頭鋼板4個(gè)邊每邊不少于3個(gè)鋼楔，鋼楔的位置應(yīng)與型鋼肋板相對(duì)應(yīng)，然后將鋼楔與封頭鋼板點(diǎn)焊固定。

 3)安裝M20×300錨栓，并擰緊。

 4)通過(guò)封頭鋼板上的預(yù)留澆筑孔往縫隙中灌注C60無(wú)收縮灌漿料，灌注至澆筑孔口頂面為止。

 5)待灌漿料強(qiáng)度達(dá)到100%以后，卸除千斤頂。施加預(yù)應(yīng)力操作過(guò)程如圖4所示。

3.5鋼格構(gòu)柱割除

 待兩側(cè)托換型鋼均安裝完成后，再進(jìn)行鋼格構(gòu)柱的割除。鋼格構(gòu)柱僅需割除對(duì)后續(xù)外包框架柱施工和建筑功能有影響的部分。根據(jù)鋼格構(gòu)柱偏位情況分析，14軸／14軸鋼格構(gòu)柱僅需割除靠東側(cè)的2根鋼格構(gòu)柱角鋼，割除的時(shí)候，先斷開(kāi)腹板，再割除東側(cè)2根角鋼；14軸／C軸鋼格構(gòu)柱須全部割除。

 鋼格構(gòu)柱割除完成后，應(yīng)立即進(jìn)行外包框架柱施工，若已經(jīng)預(yù)留的柱插筋位置不符（因鋼格構(gòu)柱偏位導(dǎo)致的柱插筋隨鋼格構(gòu)柱偏位），應(yīng)先割除，再按照設(shè)計(jì)圖紙要求的框架柱定位在已施結(jié)構(gòu)上植入柱插筋（植筋深度必須滿(mǎn)足規(guī)范要求，≥15d）。待框架柱混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%以后方可拆除托換型鋼。

3.6型鋼托換柱拆除

 在型鋼托換柱位置搭設(shè)操作腳手架，上鋪木跳板。操作腳手架的位置不影響型鋼托換柱的拆除。先用手拉導(dǎo)鏈固定在型鋼上，然后旋開(kāi)錨栓，再用導(dǎo)鏈緩慢將型鋼放倒，最后運(yùn)出場(chǎng)地外。整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)鏈的松開(kāi)速度應(yīng)控制好，必須保持勻速緩慢松鏈。

3.7過(guò)程監(jiān)測(cè)

 監(jiān)測(cè)點(diǎn)在施加預(yù)應(yīng)力之前設(shè)置在格構(gòu)柱頂端（不割除部分），主要監(jiān)測(cè)水平位移及垂直位移。在施加預(yù)應(yīng)力和割除過(guò)程中全程監(jiān)控，若格構(gòu)柱位移達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙位移就立即停止所有操作，報(bào)告相關(guān)人員，采取復(fù)位、加撐等措施，確保原結(jié)構(gòu)安全。實(shí)際實(shí)施過(guò)程中均未發(fā)生較大位移。

4  結(jié)語(yǔ)

 采用型鋼托換方式有效地解決了逆作法中偏位鋼格構(gòu)柱對(duì)正式結(jié)構(gòu)施工的影響，為后續(xù)建筑、機(jī)電等專(zhuān)業(yè)施工創(chuàng)造了有利條件，保證了結(jié)構(gòu)的安全可靠，為類(lèi)似結(jié)構(gòu)形式的鋼格構(gòu)柱質(zhì)量控制提供了一套行之有效的方法。型鋼托換柱可多次循環(huán)使用，對(duì)比常規(guī)加大結(jié)構(gòu)柱截面尺寸的方式，既不影響結(jié)構(gòu)安全和觀感，又能節(jié)約材料，效果良好。