工业设计职称论文HPE液压垂直插入超大钢管柱的质量控制

　　摘要：随着地下工程不断发展，钢管柱以其独特的优越性被广泛应用于地下工程之中.由于受到限界要求，对钢管柱定位及垂直度控制精度要求都非常严格，如何在盖挖工序中从地面将钢管柱定位并精确实施，是钢管柱插入施工的关键.HPE液压垂直插入机以其独特的技术经济优势在越来越多的工程实践中得到应用.

　　关键词 ：HPE液压插入机,超大钢管柱,核心期刊投稿网,垂直度

　　1、引言

　　本工程桩型直径2200mm的普通钻孔灌注桩有效桩长38m 8根，桩型直径2200mm扩3200mm支盘扩孔灌注桩有效桩长40m共20根. 永久性钢管混凝土柱锚入钻孔灌注桩的混凝土有效长度为3.47m(含锥尖)，同时混凝土钢管柱顶在地面以下3m左右，因此在钢管柱插入灌注桩混凝土时必须采用工具柱将其送入使钢管柱到设计标高.钢管柱直径1100mm，壁厚25mm，钢管柱长度最长约24.43m(含锥尖)，加上直径1.7m法兰盘，重量约19t.比以往的钢管柱都要更长更重.

　　2、关键技术的确定

　　2.1插管设备选型

　　根据本工程永久性钢管柱的特点，从施工成本、安全性及施工进度上考虑，采用HPE液压垂直插入机安装永久性钢管柱.

　　2.2 HPE插入法的优点

　　第一，垂直精度高，垂直度≦L/500 (L为钢管柱长度);第二，定位准确，单柱安装施工周期短，大大节约施工工期;第三，避免常规永久性钢管柱安装人工入桩孔内施工作业，降低安全风险.

　　3、HPE液压垂直插入钢管柱施工中质量控制

　　3.1 钢管柱制作过程中的质量控制

　　在HPE液压垂直插入钢管柱施工过程质量控制中,首先要对钢管柱的制作进行质量控制. 材料的采购要求质量合格、信誉好的钢材厂家，并按照ISO9001程序进行采购，采购要及时，每批材料要附有材料分析单、检验书等合格证明文件.必要的时候还应该对焊缝应该抽样检查，除了进行外观检查，还要进行必要的超声波探伤检查.

　　3.1.1 加放配重的施工方案 因本工程的钢管混凝土柱底部是封闭的，当钢管柱下至一定深度后泥浆的浮力大于钢管柱自重时无法继续下沉，必须在钢管柱内加放配重.根据分析钢管柱内需加放配重最大在6t，考虑本工程钢管柱一次性加工成型进场，为确保将配置预先放至钢管柱内，如采用吊车高空作业将配重放入钢管柱内难度及安全风险较大，因此需现在场地内合适的部位钻一个2200mm的孔，孔的深度在25m左右，成孔完成后在孔内下放2000mm直径壁厚12mm的钢套管，为确保长时间空孔放置的安全，钢套管的埋设需高出地面1m，钢套管下至孔底后四周回填碎石密实，并在钢套管内浇筑2m厚混凝土封底，等混凝土达到70%强度后将孔内的泥浆抽除，形成一个深度在23m左右的空孔，形成空孔后钢管柱垂直吊放下至空孔内， 再将配重吊放至钢管柱内，下放至柱底后吊放配重钢丝绳锁扣在钢管柱顶，重新吊出钢管柱拼接工具柱即可.

　　3.2 桩基混凝土浇注施工的质量控制

　　考虑插入永久性钢管的需要，灌注桩的混凝土要有一定缓凝时间，缓凝时间不小于36h，同时要求混凝土运输至插入永久性钢管柱时间段内混凝土的坍落度不小于12cm.考虑其他原因混凝土16h后在不添加任何外加剂的情况下，二次搅拌坍落度不小于12cm，16h后不分层离析有较好的和易性. 灌注桩混凝土灌注至桩顶标高后确保钢管柱插入部分的混凝土石子含量较多后停止浇筑，采用孔内取样的方法确保孔内混凝土质量.

　　3.2.1钢筋笼放置与设计要求不符 在施工过程中出现钢筋笼变形，保护层不够，深度位置不符合要求的问题.首先，钢筋笼的制作必须符合设计和施工规范要求.对钢筋笼的规格和外形尺寸进行检查，控制偏差在允许范围之内.本工程加强箍采用100mm×20mm的钢板箍制作，钢板箍需由加工厂定作加工，满足钢筋笼椭圆度要求.同时，钢筋笼在加工的过程中，每隔2m在钢板箍上装一个永久的Δ支撑架，以保证钢筋笼在运输和吊放入孔过程的刚度.在钢筋笼周围主筋上每隔3m间距设置钢板垫块根据保护层的厚度和孔径设计.清孔时应把沉渣清理干净，保证实际的有效孔深满足设计要求.钢筋笼应垂直缓慢放入孔内，防止碰撞孔壁，无法下放时不得强行下放，应提出钢筋笼后重新扫孔，检测孔径满足要求后再次下放，对钢筋笼变形较大时应及时修复满足要求后才能使用.钢筋笼放入孔内后，要采取措施固定好位置.对在运输、堆放及吊装过程已经发生变形的钢筋笼，应进行修理验收合格后再使用.

　　3.3 垂直插入机就位对中及水平度质量控制

　　当混凝土桩灌注完成后，应该对桩身进行二次放样，重新放出桩中心.待符合桩位后，使HPE液压垂直插入机液压定位器中心与基础桩位中心处于同一垂直线上，然后吊装HPE液压垂直插入机就位,HPE机根据定位器就位对中.为了保证HPE液压插入机有一个相对稳定的工作环境，应该对桩孔周边进行清理和铺设路基箱(路基箱尺寸为4.5m×1 m×0.35m).把HPE液压插入机四脚放置到路基箱上对中，可以手动也可以自动调整水平，然后复核中心位置，待满足要求后，即可吊放钢管柱入孔.

　　3.4 钢管柱吊装过程中的质量控制

　　钢管柱刚度较好，钢管柱吊放采用两台吊车多点抬吊，空中回直.钢管柱最重达到19t，吊车主吊选用150t履带吊车，副吊80t吨履带吊车.起吊时必须使吊钩中心与钢管柱重心相重合，保证起吊平衡.钢管柱的整体刚度较好，布置吊点位置只需确保水平起吊空中回直的要求即可，主吊设置在工具柱顶，配吊设置在钢管柱底部第一道法兰处即可.

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