一种可重复使用格构柱定位方法研究

江一舟

(深圳长勘勘察设计有限公司，广东 深圳 510083)

1 引言

基坑朝超深发展，地质环境条件日趋复杂，对变形控制要求极高，因此基坑常采用内支撑支护。立柱桩是支撑体系的竖向受力结构，主要由钢格构柱与灌注桩焊接构成。施工立柱桩是在现状地面或首层支撑梁位置进行，基坑深度越深立柱施工难度也就越大，经常出现钢格构柱转动方位偏差、偏斜垂直度难以保证的现象，直接影响格构柱与支撑梁的衔接，严重时会影响支撑体系的受力及安全性。因此钢格构柱的精确定位、垂直度控制是保证支撑体系质量和稳定性的关键。笔者通过长期施工经验的积累，设计一种简易又可重复使用的格构柱定位装置，通过对钢格构立柱施工工艺上进行简单调整，解决格构柱的方位及垂直度问题。

2 现有技术方案

目前基坑立柱桩的施工流程是先采用旋挖，钻(冲)孔机械进行立柱桩的灌注桩部分的成孔施工，到达设计孔深并清孔，再采用起吊设备吊装立柱灌注桩钢筋笼，通过人工焊接使钢格构柱与钢筋笼连接，然后下放其至设计标高，最后通过吊装设备和人工配合的方式调整格构柱的方位与垂直度。这种施工工艺通过格构柱多次起吊，人工转动来对立柱桩的方位及垂直度进行调整，常因调整难度大，定位精度不够，后续需要进行调整设计；其次，多次调整浪费工时，影响施工进度，存在安全隐患。

3 解决方案

本文通过设计一种简易可重复使用的格构柱定位装置，目的是在立柱桩施工工过程中通过安全、快捷的操作，控制立柱桩的转动和偏斜，保证方位和垂直度满足设计要求，保证基坑支撑体系安全。本设计方案的工作流程：(1)先用全站仪放样，定位出通过钢护筒“1”截面圆心的支撑梁轴线A-A(见图1)；(2)截取500 mm高的钢护筒作为定位护筒“2”(见图1)；(3)在相互垂直且通过“2”截面圆心的轴线B-B方向共设置4个“U”型定位卡槽“3”，其规格40 mm×50 mm，底部为内径40 mm(见图1)；(4)将位于上部定位钢护筒“2”与位于下部钢护筒“1”进行丝扣连接；使“2”的截面过圆心轴线B-B与“1”的过圆心截面轴线A-A平行(见图1)；(5)设置两根定位螺杆“7”，其规格：直径40 mm，两端配套相应螺母“8”(见图3)；(6)“7”的中部设置螺杆凹槽“9”及预留螺杆孔“10”(见图3)；(7)在相互垂直且通过“4”截面形心的四侧缀板“11”方向设置定位孔“5”、“6”，规格“5” 两个，孔径50 mm，规格“6” 两个，孔径70 mm(见图2)；(8)将第一根“7”插入“5”内，第二根 定位“7”插入“6”内；调整位置，使两根“7”相交中心与“4”截面形心重合；再将“12”插入“10”内，两端通过“13”固定控制垂直度(见图3、图4)；(9)完成格构柱“4”与立柱钢筋笼进行焊接，然后吊装至设计标高；(10)旋转方向使得两根“7”分别嵌入相应“3”内完成方位定位(见图4)；(11)向立柱桩孔浇筑混凝土，待混凝土初凝后，松开“8”、“13”，取出“7”和“2”重复施工另一根立柱桩。

图1 护筒结构示意图

图2 缀板定位孔结构示意图

图3 定位螺杆、螺母结构意图

图4 定位装置俯视结构示意图

4 结论

本定位装置主要由定位螺杆、定位护筒、定位卡槽三部分组成。通过螺纹调节固定定位护筒与施工钢护筒，确定格构柱准确位置；再将定位螺杆穿入格构柱初步固定，吊装下降嵌入定位卡槽内，通过螺母调整保证格构柱垂直度；待浇筑完混凝土后拆卸装置可以重复利用。

本定位装置具有构成简单、操作简洁、重复使用等特点，具有较强的适用性、经济性和安全性。