DAG植入机后插钢管柱在逆作法施工中的应用（2）

4   DAG植入钢管柱控制要点

4.1?备精度控制

为保证一桩一柱施工中钢管柱的垂直度，DAG植入机自身调垂精度需达到1/1000以上的精度，且植入机主副夹紧装置需同心同轴，其中心偏差应控制在0.5mm以内，DAG植入机对钢管柱调节力度、导向纠偏装置以及辅助测斜仪均需满足一桩一柱施工 要求。

4.2材料加工精度控制

4.2.1钢管柱加工及拼装要求

（1）钢管柱对接的焊缝，外表面必须光洁、平整，不得出现凹凸不平的现象。

（2）钢柱端板与柱身垂直度允许偏差2mm。

（3）钢柱端板平整度允许偏差2mm。

（4）起吊挠度不宜超过1/1000L。

（5）每根钢管柱加工和现场拼装（含工具段）垂直度应控制在5mm内。

4.2.2混凝土要求

混凝土初凝时间应考虑各种运输及施工因素，应采用水下缓凝混凝土，缓凝时间应充分保证钢管柱安装过程中混凝土具有较好的流动性，一般缓凝时间不小于30h，粗骨料采用5~25mm连续级配碎石。

4.3成孔质量控制

桩基成孔施工采用长4m、壁厚不小于20mm的加长钢护筒，护筒不仅起到护壁作用，而且埋设护筒时应控制其垂直度，同时在成桩过程中起导向作用。此外，成孔结束后为DAG植入机提供孔口支撑。施工过程中护筒中心、桩中心、DAG植入机主副夹紧装置中心的偏差应控制在10mm以内。

对于本项目的灌注桩直径D（D=2000mm）上部约h=24m空钻，且安装钢管柱的垂直度要求不大于α=1/600。为确保钢管柱安装垂直度，对钻孔灌注桩成孔的垂直度提出较高的要求，灌注桩深度约50m，旋挖钻机成孔工艺垂直度不大于β=1/300，钢管柱安装部分空孔的垂直偏差为β×h=80mm，钢管柱上的环板外直径为d1（d1=1500mm），还需考虑声测管外径d2（d2=42mm）、主筋直径d3（d3=25mm，保护层Δh=70mm）及加劲筋直径d4（d4=20mm），钢筋笼内用于钢管柱插入的有效空间为D–（d2+d3+Δh+d4）×2–β×h=1606mm>d1，通过这些数据计算可得到不大于1/300的桩孔垂直度，可基本满足要求。因此，采用1台成孔垂直度不大于1/300的280型旋挖钻机可满足施工。

4.4植入过程控制

（1）钢管柱上工具段下端接近地面时，利用互成90°的2台全站仪校准工具段垂直度，校准后倾角仪归0。

（2）植入机向下插钢管柱时，应将钢管柱下插至桩混凝土面以上约0.5m位置时，再次对钢管柱的垂直度进行校核。

（3）植入机下插过程中，每个行程完成后都应对钢管柱进行纠偏，如测斜仪实时数据突然偏大，应将钢管柱拔起100mm以内，并静置1min后再缓慢插入钢管柱。

（4）钢管柱插入过程中通过工具段柱身的刻度控制钢管柱插入深度，直至插入设计标高后，并再次复核钢管柱垂直度合格后，方可进行主副夹紧装置夹紧固定钢管柱，同时将DAG植入机底部钢柱平台的夹紧装置夹紧固定。

（5）在下插过程中，如钢管柱浮力过大，可采用配重或向柱内灌注清水增加自重，也可控制泥浆液面，以减少泥浆浮力。

（6）钢管柱安装完成后，在钢管柱顶部安装密封装置，以防止杂物及泥浆进入钢管柱内，否则影响钢管柱垂直度复测和混凝土浇筑质量。钢管柱顶部安装密封装置如图2所示。

图2钢管柱顶端密封装置模型示意

（7）在工具柱顶端安放倾角传感器，根据倾角显示器上的数据，钢管柱向下压每个行程均须校准仪，下压过程要求倾角仪数据≤0.05°，下压完成后倾角仪数据≤0.09°。

（8）在两个垂直方向各架设1台全站仪（图3），通过工具段上成90°角的两直线校准钢管柱垂直度，每个钢管柱下压行程校准仪1次。要求工具段上4m线允许偏差≤5mm。

图3双侧双控控制钢管柱垂直度示意

以上两种测量方法必须相互验证，如果其中一个数据超标，植入机必须继续调整钢管柱垂直度，直到满足要求。

（9）标高控制措施。根据场区高程控制点，用水准仪观测下压植入过程工具段上已标记好的钢管柱顶标高，压到标高后固定平台及植入机共同加紧，以保证其固定牢固（图4）。

图4标高测量控制示意

（10）在钢管柱距离设计标高100.000mm余量时，工具段顶部安放自动安平激光铅锤仪观测钢管柱垂直度，利用该装置复测钢管柱垂直度，能及时直观地反映钢管柱垂直度情况，并可以根据反映情况在混凝土初凝前对钢管柱进行垂直度纠偏。

原理：在钢管柱底部中心设置1个远程遥控自动伸缩杆装置找钢管柱底部中心，当工具段顶部激光铅锤仪接收到钢管柱底部棱镜发出的激光信号，即表示已对准钢管柱底部，从而根据坐标推算出钢管柱真实的垂直度，进而根据反映情况及时进行垂直度纠偏，可以更精准地确保垂直度。

4.5浇筑混凝土控制

（1）钢管柱安装完成时桩基混凝土超灌应符合规范要求，总超灌高度H=h1+h2，其中h1为浇筑桩基混凝土超灌高度；h2为钢管柱插入桩基后混凝土上翻高度，h2=（d/D）2h，D为桩基直径，d为钢管柱直径，h为钢管柱插入桩基高度。0.8m≥H≥0.5m。超灌混凝土高度应采用混凝土感应器及线锥双侧双控的方法进行控制。

（2）植入机待桩基混凝土初凝后并且钢管柱四周均匀对称回填至柱身2/3碎石方可移除，此时植入机底部万能平台的夹紧装置继续保持夹紧状态。

（3）钢管柱插入完成后混凝土强度达到30%以上时，继续回填碎石至柱顶下约1m处，移走钢柱固定平台并拆除工具段。

（4）当灌注桩混凝土强度达到70%以上时，进行钢管柱内混凝土浇筑。

（5）柱顶混凝土终凝后再进行柱顶保护回填，最后拔除桩孔钢护筒，并填平场地。

4.6DAG植入机的缺点

DAG植入机后插钢管柱为盖挖逆作法施工提供了一个新的思路，但作为一个全机械数控的新工艺，在设备本身、施工工序安排及各工序之间的衔接方面存在以下有待完善的地方。

（1）DAG植入机底部钢平台定位仍需靠人工平移找桩基中心点。目前钢平台通过液压系统只能水平调平，无法水平位移。

（2）DAG植入机插入钢管柱时需工具段辅助，工具段的加工及拼装精度直接影响钢管柱垂直度。

（3）简化各工序、降低工作难度、提高工效等措施。

5结束语

工程中DAG植入钢管柱后插法施工根据监测结果对钢管柱植入过程进行实时调整，实现了钢管柱垂直度<1/1000，有效提高了钢管柱的定位、调垂效果。施工全程通过地面操控，实时监控垂直度情况，更加智能化、可视化，加快了桩柱施工速度，达到了2d3根的成效，降低了人力和物力，节约了施工成本。同时可为深度开挖、软弱地层开挖、城市中心织补工程、靠近建筑物或道路施工等主要用于逆作法施工中一桩一柱施工提供参考。

（本文已完结）