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【摘 要】 天津西站枢纽工程地铁四号线西站站采用盖挖逆作施工工法，对中间桩柱施工精度要求极高，本文通过介绍施工中采用的自动定位器施工技术，成功解决了大直径中间桩柱的施工精度问题。
【关键词】 盖挖逆作法；自动定位器；大直径中间桩柱
1 工程概况
地铁四号线西站站位于天津红桥区西青道与大丰路交口，毗邻地铁1号线和铁路原火车西站。西站南广场和国铁站房上盖地铁4号线西站站，该范围采用盖挖法施工，该范围的永久柱下设有钻孔灌注桩，桩径2.2m，有效桩长45m，总桩长约72米。永久柱采用直径1200mm钢管混凝土柱，钢管柱采用Q345、t=30mm制作而成，内浇注混凝土。钢柱均锚入钻孔灌注桩的有效长度为2.5m，桩基采用桩端及桩侧后压浆工艺。现场自然地坪标高为2.6米。
2 重难点分析
1）本工程钻孔灌注桩无论在桩径还是桩深都比较大，施工过程中对钢筋笼吊装安全、机械性能、成孔质量、侧壁安全均提出了较高的要求，施工难度极大。
2）采用φ1200钢管作为永久柱，设计要求立柱与桩中心线偏差小于5mm，立柱的垂直度小于15mm，同时十字型钢柱锚入桩内2.5米，处于地下30米左右，吊装校正难度较大。
3 主要施工技术及工艺
3.1方案思路
整体采用“一次成孔，两次吊放，上下定位，四次浇注”方案思路。即中间桩柱采用TRM280旋挖钻机成孔后，首先吊放桩基钢筋笼与下节钢套管的焊接连接体并在孔口固定，然后吊放伸出钢筋笼的下节钢套管法兰与上节钢套管连接，整体吊放到位后，浇注首次混凝土至钢管柱底端插入设计位置以上1.5m处，抽浆下人，凿除超灌混凝土，安装固定下部自动定位器，浇注二次混凝土至自动定位器底面标高，吊放钢管柱至自动定位器上，上端螺杆定位调节并固定，浇注第三次混凝土至桩顶设计标高，最后通过导管浇筑钢管柱内混凝土。
3.2支撑钢套管设计
支撑钢套管设计尺寸：外径=2100mm、t=16mm、总长=30.3米，Q235钢板卷制而成，高于地面约600mm。分上下节吊装，分别长24.80m和5.5m。下节与钢筋笼焊接，焊接一对吊耳在侧壁1.5m处，用于上节管及与下放钢套管连接时插杠固定。上下节管通过外法兰M22高强螺栓+橡胶垫连接和止水，吊装时在孔口施作连接。
3.3中间桩柱钢筋笼、定位器、钢管柱及其预埋件相对关系
位置关系如图1所示。
3.4施工工艺介绍
（1）测量定位
在钻孔桩垂直的四个方向各设2点挂线，找到桩心位置，就位设备，其水平误差不大于20mm。
（2）成孔
采用旋挖钻机泥浆护壁成孔，泥浆制备选用膨润土或高塑性粘性土，施工期间泥浆面标高高于地下水位1.0m。
（3）清底
清孔过程中注意观察冲洗液含渣量和孔底沉碴厚度，保持孔内水位高度防止坍孔。
（4）制备及吊放钢筋笼
为确保钢筋笼与钢套管的准确接驳，焊接由6根φ20组合的锥形钢筋帽在钢筋笼顶。吊环为φ10钢筋下端与钢筋笼顶主筋焊牢。
（5）吊放与桩基钢筋笼连接的钢套管
在钢套管内预先焊好的钢筋段上用靠尺检测钢套管的垂直度。设置4根可调式螺栓丝杠在钢套管顶端法兰盘位置，钢套管垂直度满足要求后，为固定钢套管用铁楔子将槽钢架与钢套管之间空隙塞紧并焊实。
（6）首次灌注柱基混凝土至预定位置
首次灌注桩基础混凝土至钢管柱底标高-0.5m（超灌0.5m）。
（7）抽排泥浆后对桩底进行注浆
混凝土浇筑12小时后，采用潜水泥浆泵（扬程为50m）抽排钢套管内的泥浆。底部无法抽出的泥浆需人工排除。通过注浆管注浆纯水泥浆，注浆量和注浆压力结合静载试验确定。
（8）凿除柱基表面混凝土
通过在桩口搭设小型临时龙门架，进行垂直运输，自动定位器的定位十字板底位置的柱基表层混凝土用风镐凿除。凿除超灌混凝土约为50cm。施工中及时向套管内输送新鲜空气，改善作业环境。
（9）安装自动定位器，浇筑第二次锚固混凝土
采用上下两端定位法固定中间立柱钢管柱，自动定位器定位其下端，可调式螺栓定位上端。自动定位器构造如图2所示。
测放定位器标高控制点的同时在钻孔桩顶测放十字轴线，而后将可调式螺栓、定位器及其他配件吊入套管底，并做好通风及电气焊的准备工作。依据在桩顶用激光投点仪投射的柱中心点调整定位器中心，以四个方向的标高控制点为依据调整定位器安装基面标高。采用可调式连接螺栓（竖向设置）将定位器上的定位十字板和先行焊在钢套筒上定位穿孔钢板连接的方法固定。同时进行水平和垂直精确校正，确保其高程、平面和垂直度满足设计及施工规范后，将钢套筒和自动定位器、定位器钢筋锚筋焊接形成整体。其基面要求平整，底部混凝土饱满。定位器混凝土为C50早强混凝土，并孔底捣实抹平。
（10）钢管柱吊装定位
在柱顶对称焊接两个吊耳，同时在吊耳侧加焊加劲肋，准备工作完成后，用250t履带吊采用两点起吊法吊装钢管柱至垂直位置，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器落于定位器十字定位板上，通过标高测定定位器与柱底的吻合程度。再精确定位柱上端。柱体上端定位通过设置在柱体与钢套管之间的4只花篮螺栓进行。精确校正纵轴线位置、钢管柱顶标高、垂直度后下放。工作钢套管与柱体用槽钢焊接牢固。定位器已经确定钢管柱下端标高、平面位置、垂直度，钢管柱上端空间位置校定后，在垂直方向柱底与柱顶投影重合，钢管柱位置已精确定位。
（11）柱基杯口混凝土灌注至设计位置
用专用导管灌注柱基杯口C50早强细石混凝土，连续进行混凝土的灌注，浇筑时注意要环向撒布混凝土同时通过测绳测量控制混凝土浇筑面标高及，為确保基础混凝土质量，要超灌50cm，待施作主体结构底板时，凿除超灌部分混凝土。
（12）钢管柱内混凝土的灌注
每根钢管柱浇灌砼之前，先在其底部浇灌一层与核心砼强度等级相同的厚10-20cm的水泥砂浆，以免粗骨料在初灌砼落下时产生弹跳现象。导管下端在浇注时深入钢管内，沿钢管壁进行浇注混凝土，在混凝土浇筑时，一次浇筑的最大高度为5m左右，两次混凝土浇筑的时间间隔不超过混凝土的初凝时间且不小于1-2h，混凝土中的气泡要自动溢出，以确保混凝土内部结构密实。钢管柱内砼浇灌要连续进行。必须间歇时，间歇时间不应超过砼终凝时间。人工振捣灌注到柱顶的混凝土。
（13）干砂回填中间立柱、混凝土盖板浇筑
吊装前钢管柱上口应临时用钢板封闭，沿钢管柱四周均匀环地状回填干砂，回填量应不小于钻孔桩孔壁与钢管柱之间体积的1.13倍。
4 结语
本工程中采用的自动定位器能在较低造价的前提下满足大直径钢管柱的定位问题，本工程施工精度达到了较高的水平。桩中心线与立柱中心线实测偏差为3mm，立柱垂直度偏差为13mm，满足设计要求的“立柱垂直度偏差 参考文献：
[1]曾拾生.盖挖逆作法地铁车站的格构柱施工技术[J].经营管理者.2011（17）
[2]吕高乐.盖挖逆作法在城市地铁车站施工中的运用[J].科技传播.2010（18）
[3]王元湘.盖挖逆作法在我国地铁工程中的应用[J].土木工程学报.1996（01）
【关键词】 盖挖逆作法；自动定位器；大直径中间桩柱
1 工程概况
地铁四号线西站站位于天津红桥区西青道与大丰路交口，毗邻地铁1号线和铁路原火车西站。西站南广场和国铁站房上盖地铁4号线西站站，该范围采用盖挖法施工，该范围的永久柱下设有钻孔灌注桩，桩径2.2m，有效桩长45m，总桩长约72米。永久柱采用直径1200mm钢管混凝土柱，钢管柱采用Q345、t=30mm制作而成，内浇注混凝土。钢柱均锚入钻孔灌注桩的有效长度为2.5m，桩基采用桩端及桩侧后压浆工艺。现场自然地坪标高为2.6米。
2 重难点分析
1）本工程钻孔灌注桩无论在桩径还是桩深都比较大，施工过程中对钢筋笼吊装安全、机械性能、成孔质量、侧壁安全均提出了较高的要求，施工难度极大。
2）采用φ1200钢管作为永久柱，设计要求立柱与桩中心线偏差小于5mm，立柱的垂直度小于15mm，同时十字型钢柱锚入桩内2.5米，处于地下30米左右，吊装校正难度较大。
3 主要施工技术及工艺
3.1方案思路
整体采用“一次成孔，两次吊放，上下定位，四次浇注”方案思路。即中间桩柱采用TRM280旋挖钻机成孔后，首先吊放桩基钢筋笼与下节钢套管的焊接连接体并在孔口固定，然后吊放伸出钢筋笼的下节钢套管法兰与上节钢套管连接，整体吊放到位后，浇注首次混凝土至钢管柱底端插入设计位置以上1.5m处，抽浆下人，凿除超灌混凝土，安装固定下部自动定位器，浇注二次混凝土至自动定位器底面标高，吊放钢管柱至自动定位器上，上端螺杆定位调节并固定，浇注第三次混凝土至桩顶设计标高，最后通过导管浇筑钢管柱内混凝土。
3.2支撑钢套管设计
支撑钢套管设计尺寸：外径=2100mm、t=16mm、总长=30.3米，Q235钢板卷制而成，高于地面约600mm。分上下节吊装，分别长24.80m和5.5m。下节与钢筋笼焊接，焊接一对吊耳在侧壁1.5m处，用于上节管及与下放钢套管连接时插杠固定。上下节管通过外法兰M22高强螺栓+橡胶垫连接和止水，吊装时在孔口施作连接。
3.3中间桩柱钢筋笼、定位器、钢管柱及其预埋件相对关系
位置关系如图1所示。
3.4施工工艺介绍
（1）测量定位
在钻孔桩垂直的四个方向各设2点挂线，找到桩心位置，就位设备，其水平误差不大于20mm。
（2）成孔
采用旋挖钻机泥浆护壁成孔，泥浆制备选用膨润土或高塑性粘性土，施工期间泥浆面标高高于地下水位1.0m。
（3）清底
清孔过程中注意观察冲洗液含渣量和孔底沉碴厚度，保持孔内水位高度防止坍孔。
（4）制备及吊放钢筋笼
为确保钢筋笼与钢套管的准确接驳，焊接由6根φ20组合的锥形钢筋帽在钢筋笼顶。吊环为φ10钢筋下端与钢筋笼顶主筋焊牢。
（5）吊放与桩基钢筋笼连接的钢套管
在钢套管内预先焊好的钢筋段上用靠尺检测钢套管的垂直度。设置4根可调式螺栓丝杠在钢套管顶端法兰盘位置，钢套管垂直度满足要求后，为固定钢套管用铁楔子将槽钢架与钢套管之间空隙塞紧并焊实。
（6）首次灌注柱基混凝土至预定位置
首次灌注桩基础混凝土至钢管柱底标高-0.5m（超灌0.5m）。
（7）抽排泥浆后对桩底进行注浆
混凝土浇筑12小时后，采用潜水泥浆泵（扬程为50m）抽排钢套管内的泥浆。底部无法抽出的泥浆需人工排除。通过注浆管注浆纯水泥浆，注浆量和注浆压力结合静载试验确定。
（8）凿除柱基表面混凝土
通过在桩口搭设小型临时龙门架，进行垂直运输，自动定位器的定位十字板底位置的柱基表层混凝土用风镐凿除。凿除超灌混凝土约为50cm。施工中及时向套管内输送新鲜空气，改善作业环境。
（9）安装自动定位器，浇筑第二次锚固混凝土
采用上下两端定位法固定中间立柱钢管柱，自动定位器定位其下端，可调式螺栓定位上端。自动定位器构造如图2所示。
测放定位器标高控制点的同时在钻孔桩顶测放十字轴线，而后将可调式螺栓、定位器及其他配件吊入套管底，并做好通风及电气焊的准备工作。依据在桩顶用激光投点仪投射的柱中心点调整定位器中心，以四个方向的标高控制点为依据调整定位器安装基面标高。采用可调式连接螺栓（竖向设置）将定位器上的定位十字板和先行焊在钢套筒上定位穿孔钢板连接的方法固定。同时进行水平和垂直精确校正，确保其高程、平面和垂直度满足设计及施工规范后，将钢套筒和自动定位器、定位器钢筋锚筋焊接形成整体。其基面要求平整，底部混凝土饱满。定位器混凝土为C50早强混凝土，并孔底捣实抹平。
（10）钢管柱吊装定位
在柱顶对称焊接两个吊耳，同时在吊耳侧加焊加劲肋，准备工作完成后，用250t履带吊采用两点起吊法吊装钢管柱至垂直位置，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器落于定位器十字定位板上，通过标高测定定位器与柱底的吻合程度。再精确定位柱上端。柱体上端定位通过设置在柱体与钢套管之间的4只花篮螺栓进行。精确校正纵轴线位置、钢管柱顶标高、垂直度后下放。工作钢套管与柱体用槽钢焊接牢固。定位器已经确定钢管柱下端标高、平面位置、垂直度，钢管柱上端空间位置校定后，在垂直方向柱底与柱顶投影重合，钢管柱位置已精确定位。
（11）柱基杯口混凝土灌注至设计位置
用专用导管灌注柱基杯口C50早强细石混凝土，连续进行混凝土的灌注，浇筑时注意要环向撒布混凝土同时通过测绳测量控制混凝土浇筑面标高及，為确保基础混凝土质量，要超灌50cm，待施作主体结构底板时，凿除超灌部分混凝土。
（12）钢管柱内混凝土的灌注
每根钢管柱浇灌砼之前，先在其底部浇灌一层与核心砼强度等级相同的厚10-20cm的水泥砂浆，以免粗骨料在初灌砼落下时产生弹跳现象。导管下端在浇注时深入钢管内，沿钢管壁进行浇注混凝土，在混凝土浇筑时，一次浇筑的最大高度为5m左右，两次混凝土浇筑的时间间隔不超过混凝土的初凝时间且不小于1-2h，混凝土中的气泡要自动溢出，以确保混凝土内部结构密实。钢管柱内砼浇灌要连续进行。必须间歇时，间歇时间不应超过砼终凝时间。人工振捣灌注到柱顶的混凝土。
（13）干砂回填中间立柱、混凝土盖板浇筑
吊装前钢管柱上口应临时用钢板封闭，沿钢管柱四周均匀环地状回填干砂，回填量应不小于钻孔桩孔壁与钢管柱之间体积的1.13倍。
4 结语
本工程中采用的自动定位器能在较低造价的前提下满足大直径钢管柱的定位问题，本工程施工精度达到了较高的水平。桩中心线与立柱中心线实测偏差为3mm，立柱垂直度偏差为13mm，满足设计要求的“立柱垂直度偏差
[1]曾拾生.盖挖逆作法地铁车站的格构柱施工技术[J].经营管理者.2011（17）
[2]吕高乐.盖挖逆作法在城市地铁车站施工中的运用[J].科技传播.2010（18）
[3]王元湘.盖挖逆作法在我国地铁工程中的应用[J].土木工程学报.1996（01）